Влияние некоторых ионов на возбудимость мембраны

Влияние внеклеточной концентрации кальция на потенциал действия: уменьшение концентрации кальция ведет (влияет на проницаемость мембраны для натрия – увеличивая ее) к снижению порога генерации потенциала действия, т. е. повышает возбудимость, тогда как увеличение концентрации кальция «стабилизирует» мембранный потенциал. Общее снижение концентрации кальция в плазме крови вызывает синдром тетании, при котором нерегулируемое возбуждение мышц приводит к судорогам.

Подпороговые стимулы:

Деполяризация дендритов и тел нервных клеток часто едва достигает порогового уровня, поэтому от очень небольших различий ее интенсивности зависит, перейдет ли информация в форму потенциала действия или нет.

Генерирование потенциала действия при достижении порога происходит потому, что деполяризация вызывает повышение натриевой проводимости и возникающий в результате поток натрия в клетку становится таким большим, что мембрана продолжает деполяризовываться автоматически.

При подпороговом раздражении происходят локальные изменения в мембране, возбуждение развивается не полностью, оно остается локальным процессом и не распространяется.

Распространение потенциала действия.

Роль мембран нервного и мышечного волокна состоит в распространении информации (или регулирующихсигналов), т. е. в проведении возбуждения.

Рассмотрим процесс распространения возбуждения в нерве:

При раздражении нерва (импульсом электрического тока) можно с помощью внеклеточных электродов зарегистрировать потенциалы действия. Такие потенциалы действия появляются не только в месте раздражения, но и на значительных расстояниях от него. На всем протяжении нерва потенциалы имеют одинаковую амплитуду, но появляются с задержкой, которая пропорциональна расстоянию от места нанесения стимула. В двигательном нерве скорость проведения импульса примерно равна 100 м/с.

Распространение импульсов обеспечивается возникающими на мембране местными токами, которые «вовлекают» невозбужденные участки мембраны в процесс возбуждения и, соответственно, в процесс распространения электрических нервных импульсов по нервной клетке.

Нервы представлены различными волокнами, которые отличаются диаметром, качеством (миелиновые и безмиелиновые), функцией (чувствительные, двигательные) и, соответственно, скоростью проведения нервного возбуждения. Возбуждение распространяется посредством электротонической связи от возбужденных участков мембраны к еще не возбужденным.

Миелиновая оболочка, образованная шванновскими клетками через равные промежутки (0,5-2,0 мм) прерывается, образуя свободные от миелина участки - узловые перехваты Ранвье, эта оболочка вьшолняет изолирующую функцию, обеспечивает более экономное и быстрое проведение возбуждения.

Нервные волокна обеспечивают проведение возбуждения и транспорт веществ, выполняющих трофическую функцию.

Механизм проведения возбуждения по нервному волок­ну.

Биопотенциалы могут быть локальными (местными), распространяющимися с декрементом (затуханием) на расстояние, не превышающее 1-2 мм, и импульсными (ПД), распространяющимися без декремента по всей длине волокна.

Проведение ПД осуществляется с использованием как физического (электротонического), так и физиологического механизмов.

В зависимости от расположения и концентрации ионных каналов в мембране волокна возможны два типа проведения ПД: непрерывный и сальтаторный (скачкообразный).

Непрерывное распространение ПД осуществляется в безмиелиновых волокнах.

Рис. 1.4.2. Непрерывное распространение потенциала действия в нервном волокне в обе стороны от места возникновения.

1 - область деполяризации (преобладает входящий в клетку натриевый ток);

2 - соседняя область, в которой локальный ток от области ПД вызывает деполяризацию до критического уровня.

Сальтаторный тип проведения нервного импульса осуществляется в миелиновых волокнах. В области миелиновых муфт, обладающих хорошими изолирующими свойствами, мембрана осевого цилиндра там практически невозбудима. В зтих условиях ПД, возникший в одном перехвате Ранвье, злектротонически (вдоль волокна, без участия ионных каналов) распространяется до соседнего перехвата, деполяризуя там мембрану до критического уровня, что приводит к возникновению нового ПД, т.е. возбуждение проводится скачкообразно. Ток как бы перескакивает от одного перехвата Ранвье к другому, через миелинизированные участки с большим сопротивлением.

Сальтаторное проведение ПД, во-первых, более экономично в энергетическом плане, так как возбуждаются только перехваты Ранвье. Во-вторых, возбуждение проводится с большей скоростью, чем в безмиелиновых волокнах, так как возникшнй ПД на протяжении миелиновых муфт распространяется электротонически, что в 10⁷ быстрее, чем скорость физиологического проведення.

Характеристика проведения возбуждения по нервным волокнам .

1. Нервые волокна могут проводить возбуждение в двух направленнях.

2. Возбуждение проводится изолированно в каждом нервном
волокне. Изолированное проведение импульсов по нервным волокнам обеспечивает точные афферентное и эфферентное влияния функционально разнородных волокон нерва.

3. Большая скорость проведення возбуждения, достигающая
120 м/с. Передача возбуждения по нервным волокнам является
наиболее скоростным из известных способов передачи информации на значительные расстояния в организме. Скорость передачи
гуморальных влияний ограничена скоростью кровотока (полный
кругооборот частицы крови совершают за 22 с).

4. Малая утомляемость нервного волокна. При нормальной
доставке кислорода и питательных веществ проводящий возбуж­дение нерв практически неутомляем.

5. Возможность функционального блока проведения возбуждения при морфологичвской целостности волокон (Н.Е. Введенский). Нарушение физиологической непрерывности нервных воло­кон возникает при действии электрического тока, анестетиков, воспалении, гипоксии, охлаждении. После прекращения действия этих факторов проведение возбуждения по волокнам нерва восстанавливается. Причиной блока проведення возбуждения является
инактивация Na-каналов.

Дата добавления: 2014-12-25