Потенциал действия. Химические механизмы, лежащие в основе потенциала действия.

Потенциал покоя. Химические механизмы, лежащие в основе потенциала действия.

ПП-это мембранный потенциал возбудимый клетки (нейрона, кардиамиоцита) в невозбужденном состоянии. Он представляет собой разность электрических потенциалов изменяемая на внутренней и наружной сторонах мембраны.

ПП формируется в 2 этапа:

№1 этап:а)создание незначительной (- 10 мВ) отрицательности внутри клетки за счет неравного ассиметричного обмена Na + на K+ в соотношении 3:2

В результате этого клетку покидает больше положительных зарядов с Na,чем возвращается в неё с K.Такая особенность работы натри-каливого насоса,осущ. Взаимообмен этих ионов через мембрану с затратами энергии АТФ,обеспечивает его электрогенность.

Результат формирования ПП таковы:

1.Дефицит ионов Na+ в клетке;

2.Избыток ионов K+ в клетке;

3.Появление на мембране слабого электрического потенциала (-10 мВ)

№2 этап: Создание значительной (-60 мВ)отрицательности внутри клетки за счет утечки из нее через мембрану ионов К+. Ионы К+ покидают клетку и уносят с собой из нее положительные заряды доводя отрицательность до -70 мВ.

Итак,мембранный ПП – это дефицит положительных электрических зарядов внутри клетки,возникающий за счет утечки из нее положительных ионов К + и электрического действия натри-калиевого насоса.

Потенциал действия (ПД) - это кратковременные высоко амплитуды и изменения МПС, возникающих при возбуждении. Основной причиной ПД является изменение проницаемости мембраны для ионов.

МПС-мембранный потенциал покоя.

Рассмотрим развитие ПД на примере нервного волокна. Регистрировать ПД можно при введении одного из электродов в волокно или располагая оба электрода на его поверхности. Проследим процесс формирования ПД при внутриклеточном методе.

1. В состоянии покоя мембрана поляризована и МПС равен 90 мВ.

2. Как только начинается возбуждение, величина этого потенциала уменьшается (это уменьшение называется деполяризацией). В ряде случаев потенциал сторон мембраны меняется на противоположный (так называемый овершут). Это первая стадия ПД - деполяризация.

3. Стадия реполяризации, при которой величина разности потенциалов падает почти до первоначального уровня. Эти две фазы в пиком ПД.

4. После пика наблюдаются следовые потенциалы - следовая деполяризация и следовая гиперполяризация (гиперполяризация - увеличение разности потенциалов между сторонами мембраны). Например, было 90 мВ, а становится 100 мВ.

Развивается ПД очень быстро - за несколько миллисекунд. Параметры ПД: 1) переменный характер, поскольку меняется направление движения тока, 2) величина, которая благодаря овершута может превышать МПС; 3) время, в течение которого развиваются ПД и отдельные его стадии - деполяризация, реполяризация, следовая гиперполяризация.

Как формируется ПД. В состоянии покоя «ворота» потенциалзависимых Na +-каналов закрыты. Закрытые также «ворота» потенциалзависимых К +-каналов.

1. Во время фазы деполяризации происходит активизация Na +-Kaналив. При этом изменяется конформационный состояние белков, входящих в состав «ворот». Эти «ворота» открываются, и проницаемость мембраны для Na + увеличивается в несколько тысяч раз. Na + лавообразные входит в волокно нерва. В настоящее время К +-каналы открываются очень медленно. Так, в волокно поступает значительно больше Na +, чем выводится из него К +.

2. Реполяризация характеризуется закрытием Na +-каналов. «Ворота» на внутренней поверхности мембраны закрываются - наблюдается инактивация каналов под воздействием электрических потенциалов. Инактивация происходит медленнее, чем активация. В настоящее время ускоряется активация К +-каналов и растет диффузия К + наружу.

Таким образом, деполяризация связана преимущественно со входом Na + в волокно, а реполяризация - с выходом из него К +. Соотношение между входом Na + и выходом К + изменяется в процессе раз «витке ПД: в начале ПД входит Na + в несколько тысяч раз больше, чем получается К +, а затем выходит более К +, чем входит Na +.Причиной следовых потенциалов дальнейшие изменения соотношения между этими двумя процессами. Во время следовой гиперполяризации много К +-каналов еще остаются открытыми и К + продолжает выходить наружу.

Дата добавления: 2015-05-26