Возбудимость и возбуждение нейронов

Основная функция нервных клеток – это передача возбуждения в форме нервных импульсов от одних клеток к другим или к мышечному волокну. В основе прохождения нервного импульса лежат биоэлектрические процессы.

Мембранный потенциал покоя (МПП). В состоянии физиологического покоя наружная поверхность клеточной мембраны заряжена электроположительно, а внутренняя – электроотрицательно. Благодаря этому между ними возникает разность потенциалов 60-90 мВ. Эту разность потенциалов называют мембранным потенциалом покоя (МПП) или потенциалом покоя. Возникновение потенциала покоя обусловлено неодинаковой концентрацией несущих электрические заряды ионов К, Na, СI внутри и вне клетки и разной проницаемостью для них мембраны. В клетке в 30-50 раз больше К и в 8-10 раз меньше Na, чем в тканевой жидкости. Основным анионом тканевой жидкости является CI. В клетке преобладают крупные органические анионы, которые не могут диффендировать через мембрану.

В покое проницаемость мембраны значительно выше для К, чем для Na. В силу своей высокой концентрации ионы Kстремяться выйти из клетки наружу. Сквозь мембрану они проникают на наружную поверхность клетки, но дальше уйти не могут. Крупные анионы клетки, для которых мембрана не проницаема, не могут следовать за калием, и скапливаются на внутренней поверхности мембраны, создавая здесь отрицательный заряд, который удерживает электростатической связью проскочившие через мембрану положительно заряженные ионы калия. Таким образом, возникает поляризация мембраны, потенциал покоя. По обе стороны образуется двойной электрический слой: снаружи из положительно заряженных ионов K, а внутри из отрицательно заряженных крупных анионов.

Потенциал действия (ПД). Потенциал покоя сохраняется до тех пор, пока не возникло возбуждение. Под действием раздражителя проницаемость мембраны для Naповышается. Поэтому Na сначало медленно, а затем лавинообразно устремляется внутрь клетки. Ионы натрия заряжены положительно, поэтому происходит перезарядка мембраны и ее внутренняя поверхность приобретает положительный заряд, а наружная - отрицательный. Таким образом происходит реверсия потенциала, изменение его на обратный знак (деполяризация). Он становится отрицательным снаружи и положительным внутри клетки. Однако повышение проницаемости мембраны для Na длится не долго. Она быстро снижается и повышается для K. Это вызывает усиление потока положительных ионов калия из клетки во внешний раствор. В итоге происходит реполяризация мембраны, ее наружная поверхность приобретает снова положительный заряд, а внутренняя – отрицательный (Рис. 3).

Механизм проведения возбуждения. Нервные импульсы распространяются по нервным волокнам от рецепторов к нервному центру или от нервного центра к эффектору. Нервные волокна делят на три класса: А, В и С. К классу А относятся толстые миелиновые волокна, скорость проведения возбуждения в них достигает 70-120 м/c. К классу В относятся миелинизированные преганглионарные волокна вегетативной нервной системы, скорость проведения возбуждения в них 3-14 м/c. Волокна класса С – безмиелиновые постганглионарные волокна вегетативной нервной системы. Скорость проведения возбуждения – 0,5-2 м/с.

Механизм проведения возбуждения в нервных волокнах объясняется возникновением локальных токов, появляющихся между возбужденным и невозбужденным участками мембраны нервного волокна (Рис. 4.).

Рис. 4. Механизм проведения возбуждения по безмиелиновым (1) и миелинизированным (11) нервным волокнам.

Д – деполяризованный (возбужденный) участок мембраны; П – поляризованный, находящийся в покое, участок клеточной мембраны.

В безмиелиновых волокнах возбуждение распространяется непрерывно, а в миелинизированных волокнах – скачками между перехватами Ранвье.

Дата добавления: 2014-01-03