Потенциал действия

Причины возникновения потенциала покоя

Потенциал покоя

Возникновение и проведение нервного импульса

БИОХИМИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ

Нервные импульсы – это электрические сигналы, создаваемые током ионов через плазматическую мембрану нейронов. В создании нервного импульса участвуют Na⁺K⁺АТФаза, натриевые и калиевые каналы.

Na⁺K⁺АТФаза выводит из клетки 3 иона Na и вводит 2 иона K⁺, это активный транспорт с затратой 1 молекулы АТФ (движение против градиента концентрации – Na – снаружи, К – внутри).

Движение Na⁺ по натриевым и K⁺ по калиевым каналам происходит по градиенту концентрации.

В состоянии покоя по разные стороны мембраны существует разность потенциалов около 60-70 мв (отрицательный заряд внутри).

Ионы К⁺ стремятся покинуть клетку (где их много), чтобы уровнять внешнюю и внутреннюю концентрации. В клетке остается избыток анионов (белки, нуклеиновые кислоты), которые не могут выходить наружу. Это создает на внутренней поверхности мембраны отрицательный заряд. Ионы Cl^– стремятся проникнуть в клетку по градиенту концентрации.

Ионы Na двигаются внутрь клетки по градиенту концентрации, но гораздо в меньших количествах, чем выводится K⁺, т.к. проницаемость мембраны для Na⁺ составляет 1/20 по сравнению с проницаемостью для K⁺.

Вывод: в состоянии покоя ионы Na и K перемещаются по градиенту концентрации (K⁺ из клетки, Na – внутрь), причем Na в меньших количествах. Это создает потенциал покоя.

Возбуждение нерва временно вызывает резкое возрастание проводимости нервного волокна для K, Na. Сначала меняется проницаемость мембраны для Na, она возрастает в 100 раз, Na⁺ по своим каналам движется в клетку. В результате потока Na внутри аксона происходит вначале деполяризация мембраны (заряд равен 0), а затем поляризация, однако теперь внутри аксона положительный заряд, Na⁺-каналы спонтанно закрываются и открываются K⁺-каналы. K⁺ выходит из клетки и мембранный потенциал опять становится отрицательным. Ионные каналы остаются открытыми непродолжительное время, после их закрытия Na⁺K⁺АТФаза восстанавливает исходное распределение ионов по сторонам мембраны.

Диффузия ионов из места возбуждения в соседние участки аксона снижает там потенциал покоя и вызывает открытие Na-каналов, т.е. развитие потенциала действия. В безмиелиновых волокнах Na-каналы располагаются вдоль всего аксона равномерно, поэтому потенциал действия распространяется по аксону постепенно. В миелиновых волокнах Na-каналы сосредоточены в перехватах Ронвье, поэтому потенциал действия перескакивает от перехвата к перехвату, вследствие чего импульс проводится быстрее и эффективнее.