Биоэлектрические явления в нервной, мышечной ткани

Мембранный потенциал или потенциал покоя – это разность потенциалов (около 60-90 мВ) между наружной и внутренней поверхностями мембраны мышечной или нервной клетки. При этом ее наружная поверхность заряжена электроположительно по отношению к внутренней поверхности, заряженной электроотрицательно.

Потенциал действия возникает при нанесении на участок нервного или мышечного волокна раздражения достаточной силы и длительности, вызывающего появление возбуждения, наиболее важным признаком которого является колебание мембранного потенциала. При этом возбужденный участок заряжается электроотрицательно по отношению к невозбужденному.

Мембранный потенциал регистрируется с помощью электродов, введенных внутриклеточно. Потенциал действия можно зарегистрировать двумя способами: с помощью микроэлектродов, приложенных к внешней поверхности волокна (внеклеточное отведение), и введенных в цитоплазму (внутриклеточное отведение).

Установлено, что в основе биоэлектрических явлений лежат физико-химические процессы, результатом которых является неодинаковая концентрация ионов Na+, K+, Cl- в цитоплазме клетки и окружающей ее среде, обусловленная и неодинаковой проницаемостью для них клеточной мембраны. Так, в цитоплазме нервных и мышечных клеток концентрация К+ больше, а Na+ и Cl- - меньше, чем во внеклеточной жидкости. Кроме того, в состав цитоплазмы клетки входят отсутствующие во внеклеточной среде органические анионы (крупномолекулярные соединения, несущие положительный заряд).

Предполагается, что в клеточной мембране для каждого иона имеются специальные каналы. В состоянии покоя мембрана обладает повышенной проницаемостью для К+, проницаемость же ее для Na+ резко снижена. При возбуждении проницаемость мембраны для Na+ резко возрастает и превышает проницаемость для К+. В связи с этим, натрий лавинообразно устремляется в клетку, что приводит в перезарядке клеточной мембраны. Наружная поверхность заряжается отрицательно по отношению к внутренней ее поверхности. Восстановление исходного уровня мембранного потенциала осуществляется за счет резкого снижения натриевой проницаемости и активного переноса Na+ из цитоплазмы клетки в окружающую среду.

Таким образом, возникновение биопотенциалов является функцией клеточной мембраны, обладающей избирательной проницаемостью для ионов. Величина мембранного потенциала и потенциала действия обусловливается разницей концентрации ионов в системе клетка – окружающая среда.

Дата добавления: 2014-11-07