Типы электрического ответа возбудимых структур

Раздражитель:

• электрический ток, или его аналог в живых системах – нервный импульс

• химические агенты

• механическое воздействие

• температурное воздействие и т.д.

Пассивное,

потому что не связано с изменением проницаемости мембраны для каких-то ионов, а возникает под действием раздражителя (де- или гиперполяризующем мембрану)

первоначальное пассивное изменение мембранного потенциала в сторону де- или гиперполяризации

• такой пассивный ответ можно вызвать в любой живой клетке (не зависимо от наличия в ее мембране электровозбудимых каналов)

• амплитуда пассивного ответа клетки полностью зависит от силы раздражителя

при достаточной силе раздражителя

изменение состояния

электровозбудимых каналов

в ответ на первоначальное пассивное изменение мембранного потенциала

активный ответ

связан с изменением ионной проницаемости собственной мембраны клетки

временное изменение проницаемости мембраны для определенных ионов

ТИПЫ

электрического ответа

возникает при

подпороговой силе раздражителя

возникает при

пороговой или сверхпороговой силе

раздражителя

ЛОКАЛЬНЫЙ ОТВЕТ

НЕРВНЫЙ ИМПУЛЬС

(ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ)

• кратковременное обратимое изменение мембранного потенциала, амплитуда и продолжительность которого не зависят от силы раздражителя, важно лишь, чтобы эта сила была не меньше пороговой силы

• распространяется по возбудимой структуре без затухания

• не способен к суммации

• кратковременное обратимое изменение мембранного по-тенциала, амплитуда и продолжительность которого зависят от силы раздражителя

• способен к распространению на соседние участки клетки, затухая при этом

• способен к суммации

минимальная сила раздражителя,

необходимая и достаточная для инициации потенциала действия

ПРИРОДА ПОТЕНЦИАЛА ДЕЙСТВИЯ (НЕРВНОГО ИМПУЛЬСА)

(на примере нервного волокна)

ФАЗА ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ

восходящая фаза потенциала действия

ПИК

(спайк)

включает

обусловлена входящим током положительных ионов (в нервном волокне – Na⁺, в гладком мышечном –Са²⁺)

ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ

(НЕРВНЫЙ ИМПУЛЬС)

включает

ФАЗА РЕПОЛЯРИЗАЦИИ

нисходящая фаза потенциала действия

следующие за пиком

СЛЕДОВЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

обусловлена выходящим током положительных ионов (в большинстве структур – выходящим током ионов К⁺)

кратковременные обратимые колебания мембранного потенциала,

развивающиеся вслед за пиком потенциала действия

различают

следовую деполяризацию

(отрицательный следовой потенциал)

следовую гиперполяризацию (положительный следовой потенциал)

колебание мембранного потенциала, при котором степень поляри-зации мембраны увеличивает-ся по сравнению с покоем

некоторое замедление нормальной реполяризации мембраны, перед достижением мембранного потенциала покоя

• остаточный натриевый ток (возникает в результате того, что большая часть электровозбудимых натриевых каналов в конце фазы реполяризации уже вернулась в исходное состояние, а мембрана еще несколько деполяризована, что приводит к повторному открытию натриевых каналов)

• накопление ионов калия в межклеточных щелях после каждого пика потенциала действия (вследствие усиленного их выхода в фазу реполяризации)

• остаточный калиевый ток, обусловленный тем, что, несмотря на почти полную реполяризацию мембраны, часть электровозбудимых калиевых каналов (наиболее инерционных) остается открытой, создавая предпосылку для дальнейшего усиленного выходя калия из клетки;

• усиленная работа натрий-калиевого насоса, работающего с большей интенсивностью после генерации потенциала действия и способствующего восстановлению нарушенных трансмембранных градиентов для натрия и калия.

НЕРВНЫЙ ИМПУЛЬС, обладая способностью к распространению на большие расстояния вдоль возбудимой структуры без затухания, обеспечивает передачу информации в нервной системе и в конечном итоге к исполнительным органам