Ионное обеспечение фаз ПД

Фаза деполяризации ПД.

Обусловлена временным повышением проницаемости мембраны аксона для натрия. В этот момент открываются специфические натриевые каналы, и натрий лавинообразно устремляется в клетку. Этот приток положительных ионов приводит к деполяризации мембраны.

Фаза реполяризации ПД.

Связана с закрытием натриевых и открытием калиевых каналов. Вход натрия в аксон снижается из-за падения натриевой проницаемости; повышение же калиевой проницаемости приводит к увеличению выхода ионов калия. Т.к. по мере выхода ионов калия удаляются положительные заряды, мембрана реполяризуется.

Гиперполяризация мембраны до уровня большего (более отрицательного), чем потенциал покоя, обусловлена очень высокой калиевой проницаемостью в фазу реполяризации.

Закрытие калиевых каналов приводит к восстановлению исходного уровня мембранного потенциала; значения проницаемости для калия и натрия при этом также возвращаются к прежним.

(почитать) Формирование ПД. Согласно мембранной теории электрических потенциалов в живых образованиях, существом возбуждения является кратковременная потеря мембраной своих полупроницаемых свойств, в результате чего возбужденный ее участок образует короткое замыкание для трансмембранной разности потенциалов. Это положение является основой современных представлений о природе возбуждения.

Но – при возбуждении нервного волокна потенциал действия представляет собой не просто снижение предсуществующего мембранного потенциала, а перезаряд мембраны – внутренняя ее сторона при этом становится положительно заряженной по отношению к наружной стороне. Причиной этого является избирательное повышение проницаемости мембраны для ионов натрия. Эти ионы, концентрация которых вне клетки значительно выше, чем внутри нее, начинают с большой скоростью диффундировать внутрь, перенося через мембрану положительные заряды и соответственно перезаряжая ее.

Мембрана нервной клетки, как и мембрана любой другой клетки, имеет значительное электрическое сопротивление и емкость. При пропускании тока на ее сопротивлении возникает падение напряжения, которое суммируется с существующим мембранным потенциалом. За счет наличия у мембраны емкости ее деполяризация достигает максимума. Когда деполяризация достигает порога, появляется ПД. Порог раздражения – мера возбудимости. Минимальная величина внешнего воздействия, способная вызвать возбуждение данной структуры. Функция аксона заключается в проведении нервных импульсов. Потенциал действия возникает в результате кратковременной реверсии мембранного потенциала, волнообразно распространяющейся вдоль аксолеммы. Обычно потенциал действия зарождается в начальном, ближайшем к телу клетки сегменту аксона, и пробегает по аксону к его окончаниям. На препарате изолированного аксона ПД можно вызвать, приложив к его мембране короткий толчок электрического тока.