Как потенциалы действия распространяются по аксонам нервов?

Электрическая деполяризация распространяется за счёт образования локальных цепей (рисунок 52.2):

- Внутриклеточная поверхность покоящейся части клеточной мембраны заряжена отрицательно.

- Под действием потенциала действия часть клеточной мембраны деполяризуется, в результате чего внутриклеточная поверхность становится положительно заряженной. Потенциал действия ограничен небольшой частью клеточной мембраны; соседние сегменты остаются неподвижными.

- движение ионов по краям деполяризованной клеточной мембраны приводит к протеканию тока; соседние покоящиеся части клеточной мембраны становятся деполяризованными.

- Ток экспоненциально затухает по длине аксона нерва с постоянной длиной в несколько миллиметров. Тем не менее, при условии, что распространённая деполяризация в ранее покоящейся клеточной мембране достаточна для достижения порогового потенциала, создаётся потенциал действия.

Этот процесс распространения локальной цепи и генерации потенциала действия продолжается до тех пор, пока потенциал действия не достигнет своего назначения (рисунок 52.2).

На скорость проведения потенциала действия влияют несколько факторов:

* Диаметр аксона. Как и в случае с медной проволокой, внутриклеточная жидкость в аксоне нерва большего диаметра имеет меньшее сопротивление продольному потоку тока, тем самым обеспечивая более высокую скорость проводимости.

* Трансмембранное сопротивление. Это определяет, насколько легко ток может вытекать из нерва во внеклеточную жидкость (ECF). Более высокое трансмембранное сопротивление уменьшает утечку тока из ячейки, тем самым максимизируя продольный поток тока. Миелинизация увеличивает трансмембранное сопротивление, поскольку миелиновая оболочка состоит из изолирующих липидов.

* Ёмкость мембраны. Чем больше ёмкость мембраны, тем больше времени требуется для изменения полярности мембраны, тем самым замедляя распространение потенциала действия, тем самым замедляя распространение потенциала действия. Миелинизация снижает ёмкость мембраны.

* Температура. Как и ферменты, активность ионных каналов очень зависит от температуры. Скорость открытия ионных каналов увеличивается примерно в три или четыре раза при повышении температуры на 10° C. Следовательно, потенциалзависимые каналы Na⁺ открываются быстрее, увеличивая скорость распространения потенциала действия.