12.Генез мембранного потенциала и потенциала действия. Изменения возбудимости в ходе ее развития.

Мембранный потенциал (реже - трансмембранный потенциал) - разность электрических потенциалов между растворами электролитов, разделенных проницаемой мембраной.

Роль мембраны в первую очередь состоит в создании препятствия к смешиванию растворов, расположенных по её разные стороны. Мембрана может быть либо электрически индифферентной, диффузия через которую возможна для всех частиц, имеющихся в растворе; либо полупроницаемой (активной), через такую мембрану некоторые частицы пройти не могут

Потенциа́л де́йствия — волна возбуждения, перемещающаяся по мембране живой клетки в процессе передачи нервного сигнала. По сути своей представляет электрический разряд — быстрое кратковременное изменение потенциала на небольшом участке мембраны возбудимой клетки (нейрона, мышечного волокна или железистой клетки), в результате которого наружная поверхность этого участка становится отрицательно заряженной по отношению к соседним участкам мембраны, тогда как его внутренняя поверхность становится положительно заряженной по отношению к соседним участкам мембраны. Потенциал действия является физической основой нервного или мышечного импульса, играющего сигнальную (регуляторную) роль. Тем не менее, в основе любого потенциала действия лежат следующие явления:

Мембрана живой клетки поляризована — её внутренняя поверхность заряжена отрицательно по отношению к внешней благодаря тому, что в растворе возле её внешней поверхности находится бо́льшее количество положительно заряженных частиц (катионов), а возле внутренней поверхности — бо́льшее количество отрицательно заряженных частиц (анионов).

Мембрана обладает избирательной проницаемостью — её проницаемость для различных частиц (атомов или молекул) зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств.

Мембрана возбудимой клетки способна быстро менять свою проницаемостъ для определённого вида катионов, вызывая переход положительного заряда с внешней стороны на внутренню.

13. Мембранный потенциал покоя. Механизмы его создания и поддержания

Мембрана клетки любого возбудимого образования в покое поляризована, что является следствием неодинаковой концентрации ионов натрия, калия, кальция, хлора и других элементов в цитоплазме клетки и во внеклеточной среде. При этом внутренняя поверхность заряжена отрицательно, а наружная – положительно. Такую разность электрических потенциалов между наружной и внутренней сторонами клеточной мембраны называют потенциалом покоя. Его величина в нервных клетках составляет 60 – 80 мВ. Если нейрон подвергнуть действию порогового раздражителя, то в ответ на раздражение, ионы натрия вначале медленно, а затем лавинообразно устремляются внутрь клетки, неся с собой положительный заряд. Происходит перезарядка мембраны, при которой возникает потенциал действия – нервный импульс. Потенциал действия, возникая в возбужденном участке мембраны, становится раздражителем для соседнего невозбудимого участка. Таким образом, обеспечивается продольное распространение нервных импульсов (потенциала действия) по нервной клетке, по ее отросткам и информация передается в виде серии распространяющихся потенциалов действия. В этом состоит второе основное свойство нервной ткани – проводимость. наружной поверхности Предполагают, что мембранные белки, пронизывающие мембрану насквозь, обусловливают проницаемость мембраны, образуя ионные каналы. Через эти каналы могут проходить различные ионы (натрий, калий, хлор). В состоянии покоя через небольшие поры мембраны могут свободно проходить ионы калия и почти не проходят ионы натрия. Однако поверхность клетки не является просто пассивным барьером. Специальный метаболический механизм, так называемый натрий-калиевый насос, выкачивает ионы натрия из клетки, в результате чего их концентрация в клетке значительно ниже, чем во внеклеточной среде. Внутрь клеток при этом накачиваются ионы калия. Для работы этого механизма затрачивается энергия макроэргических связей АТФ. Во внеклеточной (тканевой) жидкости имеется избыток анионов хлора. В результате различной концентрации ионов между наружной и внутренней поверхностью мембраны нейрона существует разность потенциалов. Внутри клетки регистрируется отрицательный потенциал по отношению к ее. В нейронах величина мембранного потенциала покоя составляет примерно минус 70 милливол

14. Проведение возбуждения по нервным волокнам. «Местные» токи. Непрерывное скачкообразное проведение потенциалов действия нервным волокнамМеханизм проведения возбуждения по нервным волокнам зависит от их типа. Существуют два типа нервных волокон: миелиновые и безмиелиновые.Процессы метаболизма в без-миелиновых волокнах не обеспечивают быструю компенсацию расхода энергии. Распространение возбуждения будет идти с постепенным за-туханием – с декрементом. Декрементное поведение возбуждения ха-рактерно для низкоорганизованной нервной системы. Возбуждение распространяется за счет малых круговых токов, кот возникают внутрь волокна или в окружающую его жидкость. Между возбужденными и невозбужденными участками возникает разность потенциалов, которая способствует возникновению круговых токов. Ток будет распростра-няться от «+» заряда к «—». В месте выхода кругового тока повыша-ется проницаемость плазматической мембраны для ионов Na, в резуль-тате чего происходит деполяризация мембраны. Между вновь возбуж-денным участком и соседним невозбужденным вновь возникает раз-ность потенциалов, что приводит к возникновению круговых токов. Возбуждение постепенно охватывает соседние участки осевого цилин-дра и так распространяется до конца аксона.В миелиновых волокнах благодаря совершенству метаболизма возбужд-е проходит,не затухая, без декремента. За счет большого радиуса нервного волокна, обуслов-ленного миелиновой оболочкой, электрический ток может входить и выходить из волокна только в области перехвата. При нанесения разд-ражения возникает деполяризация в области перехвата А, соседний пе-рехват В в это время поляризован. Между перехватами возникает раз-ность потенциалов, и появляются круговые токи. За счет круговых то-ков возбуждаются другие перехваты, при этом возбуждение распрос-траняется сальтаторно, скачкообразно от одного перехвата к другому. Сальтаторный способ распространения возбуждения экономичен, и скорость распространения возбуждения гораздо выше (70-120 м/с), чем по безмиелиновым нервным волокнам (0,5–2 м/с).В миелиновых волок-нах возбуждение охватывает только участки узловых перехватов, т. е. минует зоны, покрытые миелином. Такое проведение возбуждения по волокну назыв сальтаторным (скачкообразным).В узловых перехватах кол-во натриевых каналов достигает 12тыс на 1 мкм , что значительно больше. В результате узловые перехваты явл наиболее возбудимыми и обеспечивают большую скорость проведения возбуждения.