8.Потенціал спокою

Потенціал спокою (ПС) – різниця потенціалів між зовнішньою та внутрішньою поверхнями мембрани збудливої клітини, що знаходиться в стані спокою. Механізм формування ПС пов’язаний з: Наявністю в мембрані клітини механізмів активного транспорту речовин – натрій-калієвий насос. Він створює градієнт концентрації усередині та поза клітиною. Особливостями проникності мембрани клітини в стані спокою – вона проникна для іонів К+ та непроникна для іонів Na+. Найбільш важливим для створення та підтримання ПС є натрій-калієвий насос (НКН). Структурною одицею НКН є Na/К-транспортний білок, що являє собою АТФазу. Цей білок на внутрішній поверхні мембрани розщеплює АТФ на АДФ та фосфат й використовує енергію, що виділилась на транспортування трьох іонів Na+ з клітини та двох іонів К+ в клітину. Тобто в сумі з клітини за один цикл виділяється один позитивний заряд (150-600 за секунду). Таким чином, НКН є електрогенним (створює електричний струм через мембрану), але й може бути електронейтральним, коли на один іон транспортованого Na+ припадає один іон К+. Отже, за рахунок роботи НКН створюється та підтримується градієнт концентрації іонів К+ та іонів Na+ усередині та поза клітиною, концентрація іонів калію усередині клітини в 40-50 разів більша, чим поза нею, а концентрація іонів натрію, навпаки, в 10 разів менша. Варто підкреслити, що сумарна концентрація аніонів усередині та поза клітиною однакова. Проникність мембрани для іонів визначається станом каналів мембрани.Стан каналів визначається станом їх воріт, які можуть бути відкритими (тоді через канал по градієнту концентрації можуть рухатися іони) та закритими. Канали мембрани є селективними, тобто, пропускають одні іони та не пропускають, або дуже погано пропускають інші іони. В стані спокою мембрана збудливої клітини проникна для іонів К+ (відкриті калієві канали) та непроникна для іонів Na+ – майже всі натрієві канали закриті

9.Потенціал дії

Потенціал дії (ПД) – швидка високоамплітудна зміна потенціалу мембрани збудливої клітини при її збуджені. При позаклітинній реєстрації об’єктом досліджень є цілий нерв чи м’яз. При біполярному відведені реєструється двохфазний сумарний ПД (обидва електроди є активними, дві фази ПД відповідають руху хвилі збудження спочатку під одним, а потім – під іншим електродом). При уніполярній реєстрації один електрод є активним, а інший – пасивним ( реєструється однофазний сумарний ПД. Вихідною лінією при позаклітинній реєстрації є нульова лінія, що свідчить про відсутність різниці потенціалів між електродами. При внутрішньоклітинній (мікроелектродній) реєстрації ПД окремої клітини має такий вигляд: Спочатку мембранний потенціал різко зменшується до нуля – 1 фаза деполяризації ПД; потім заряд мембрани змінюється на протилежний – зовні “-”, всередині “+” – 2 фаза реверсполяризації. Частина графіка, яка перебуває вище нуля відповідає фазі, що має назву овершут. Далі мембранний потенціал поступово повертається до вихідного рівня – 3 фаза реполяризації ПД. Завершальною фазою ПД є слідова гіперполяризація 4. В основі зміни мембранного потенціалу при збуджені (тобто в основі формуванні ПД) лежать зміни проникності мембрани, що пов’язані із змінами стану каналів мембрани під впливом подразника. Особливістю натрієвих каналів є наявність у них двох воріт: - активаційних – закриті в стані спокою, але можуть відкриватися під впливом збудника; - інактиваційних – вони швидко закриваються після відкриття активаційних воріт і не можуть відкриватися під впливом подразника. Подразник зумовлює відкриття активаційних воріт натрієвих каналів (лавиноподібний вхід Na+ в клітину за градієнтом концентрації (зменшення надлишку аніонів усередині клітини (так як іони Na+ заряджені позитивно). Аніони, які прямують до мембрани за іонами Na+, зайти в клітину не можуть ( вони зменшують надлишок позитивних зарядів на зовнішній поверхні мембрани клітини. Завдяки цьому різниця потенціалів між зовнішньою та внутрішньою поверхнями мембрани зменшується, а далі й зовсім зникає