Условия формирования распространяющегося возбуждения по мембране клетки

Закон "Все или ничего". Распространение возбуждения вдоль клетки неразрывно снизано с электрическими процессами, возникающими в участке возбуждения. Электрическая поляризация поверхностной мембраны возбужденного участка отличается от электрической поляризации невозбужденной мембраны, между этими участками возникают кольцевые электрические (ионные) токи (ток действия), которые приводят к деполяризации мембраны клетки в участках, прилегающих к возбуждённому; при этом достигается критический уровень деполяризации, и невозбужденный участок (находящийся в состоянии покоя) возбуждается. Т. о., процесс возбуждения, продвигается вперед при помощи собственных электрических токов.

Механизм распространения возбуждения по мембране нервного волокна.

При действии раздражителя имеется разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями ткани (участки несущие различные заряды). Между этими участками возникает электрический ток (движение ионов Nа+). Внутри нервного волокна возникает ток от положительного полюса к отрицательному полюсу, т. е. ток направлен от возбужденного участка к невозбужденному. Этот ток выходит через невозбужденный участок и вызывает его перезарядку. На наружной поверхности нервного волокна ток идет от невозбужденного участка к возбужденному. Этот ток не изменяет состояние возбужденного участка, т. к. он находится в состоянии рефрактерности. Особенности проведения возбуждения по миелиновым и безмиелиновым нервным волокнам: миелиновые волокна - имеют оболочку, обладающую высоким сопротивлением, электрогенные свойства только в перехватах Ранвье. Под действием раздражителя возбуждение возникает в ближайшем перехвате Ранвье. Соседний перехват в состоянии поляризации. Возникающий ток вызывает деполяризацию соседнего перехвата. В перехватах Ранвье высокая плотность Nа-каналов, поэтому в каждом следующем перехвате возникает чуть больший (по амплитуде) потенциал действия, за счет этого возбуждение распространяется без декремента и может перескакивать через несколько перехватов. Это сальтаторная теория Тасаки. Безмиелиновые волокна - поверхность обладает электрогенными свойствами на всем протяжении. Поэтому малые круговые токи возникают на расстоянии в несколько микрометров. Возбуждение имеет вид постоянно бегущей волны.

Сравнительная характеристика распространения возбуждения по мякотным и безмякотным нервным волокнам.

Скорость проведения возбуждения по волокну зависит от его диаметра, т.е. от наличия миелиновой оболочки. В безмиелиновых волокнах возбуждение постепенно охватывает соседние участки мембраны, и так распространяется до конца аксона. Тут возбуждение идет с ослаблением - декрементом. При поступлении раздражения, волна возбуждения активируется на том участке, куда поступило раздражение. Наличие миелиновой оболочки, а так же участков без нее (перехваты Ранвье), создают условия для качественного проведения возбуждения. При поступлении раздражения, волна возбуждение активируется на ближайшем перехвате Ранвье. Возбуждение "перепрыгивает" от одного перехвата на другой, минуя участки, покрытые миелином - это скачкообразный механизм распространения возбуждения. Такой механизм экономит энергию клетки, поскольку вовлекается не вся мембрана, а только немиелинизированные участки.

Классификация и свойства нервных волокон.

Нервные волокна - отростки нейронов, имеющие оболочку и способные проводить нервный импульс. Главной составной частью нервного волокна является отросток нейрона, образующий ось волокна. Большей частью это аксон. Нервный отросток окружен оболочкой сложного строения, вместе с которой он и образует волокно. Нервные волокна делятся на мякотные (миелиновые) и безмякотные (безмиелиновые). Первые имеют миелиновую оболочку, покрывающую аксон, вторые лишены миелиновой оболочки.Главная функция нервных волокон – передача нервного импульса. Изучено два типа нервной передачи: импульсная и безимпульсная. Импульсная передача обеспечивается электролитными и нейротрансмиттерными механизмами. Скорость передачи нервного импульса в миелиновых волокнах значительно выше, чем в безмякотных (5 – 20 м/сек и        140 м/сек соответственно). В её осуществлении, важнейшая роль принадлежит миелину. Данное вещество способно изолировать нервный импульс, в результате чего передача сигнала по нервному волокну происходит скачкообразно, от одного перехвата Ранвье к другому. Безимпульсная передача осуществляется током аксоплазмы по специальным микротрубочкам аксона, содержащим трофогены – вещества,  оказывающие на иннервируемый орган трофическое влияние.