Вопрос 17
Проникність мембрани для іонів калій+ підвищена,тому калій відіграє важливу роль в генерації мембранного потенціалу спокою(МПС). Калій створює електричне поле і заряджає зовнішню поверхню мембрани +. В той момент коли +потенціал зовнішньої сторони досягає певної величини по відношенню до – всередині,який створюється аніонами- наступає динамічна рівновага між тими,що входять і тими,що виходять з клітини іонами калію+. Цей момент – потенціал стану спокою.
В стані спокою між внутрішньою і зовнішньою поверхнею мембрани існує різниця потенціалів,що називається мембранним потенціалом спокою(МПС). МПС характеризується постійністю і полярністю(ззовні +,всередині -).
У живих клітин у стані спокою між внутрішнім середовищем ізовнішнім існує різниця потенціалів,близько 60-90мв ,яка локалізована на поверхні мембрани. Внутрішня сторона мембрани заряджена негативно по відношенню до зовнішньої. Потенціал спокою характеризується вибірковою проникністю мембрани для іонів калію+. Концентрація калію+ в протоплазмі приблизно в 50 раз вище чим у внутрішньоклітинній рідині ,тому виходячи з клітини іони виносять на зовнішню сторону мембрани додатні заряди при цьому внутрішня сторона мембрани отримує від*ємний заряд. Оскільки проникність мембрани в стані спокою для натрію+ приблизно в 100 раз нижче чим для калію+,то дифузія натрію з внутрішньоклітинної рідини в протоплазму мала і незначно знижає потенціал спокою, зумовлений іонами калій+.Якщо на живу тканину подіяти подразником достатньої сили і тривалості, то в ній виникає збудження, яке проявляється в змінах електричного стану мембрани.
Вопрос 16
Сукупність послідовних змін електричного стану мембрани називають хвилею збудження. Уперше зареєстрували хвилю збудження К.Коул, Х.Кертіс (1938-1939рр.), які ввели один електрод всередину відростка нервової клітини кальмара, а другий помістили у морську воду, в яку був занурений відросток. З’єднавши електроди з відповідною апаратурою, вони зареєстрували спочатку МП, а при подразненні – хвилю збудження. Компонентами хвилі збудження є:
- пороговий потенціал;
- потенціал дії – ПД;
- слідові потенціали.
Причина виникнення хвилі збудження – зміна іонної проникності мембрани. При дії подразника проникність клітинної мембрани для Nа+ підвищується, іони натрію дифундують в клітину. Відповідно із зменшенням електропозитивного заряду зовнішньої сторони мембрани зменшується електронегативний заряд внутрішньої сторони мембрани. Відбувається деполяризація мембрани – зменшення МП. У перший момент деполяризація йде повільно, МП зменшується лише на 15-25 мВ. Початкова деполяризація отримала назву – локальна (місцева) відповідь. Деполяризація продовжується і досягає критичного (порогового) рівня – такого значення МП, при якому різко збільшується деполяризація, – критичного потенціалу. Різниця між МП і критичним потенціалом називається пороговим потенціалом. При зменшенні МП на величину, що дорівнює пороговому потенціалу виникає потенціал дії (швидкі зміни МП, електричний імпульс). Він складається з фази деполяризації і реполяризації, які відповідають висхідній і низхідній кривій хвилі збудження. МП зменшується за абсолютною величиною до нуля і змінює свій знак на протилежний. Пік потенціалу дії припадає на період, коли відбувається перезарядка мембрани – реверсія потенціалу. Зовнішня сторона мембрани заряджується негативно, внутрішня – позитивно. Після цього починається фаза реполяризації – відновлення вихідного рівня поляризації. Проникність мембрани для іонів Nа+ зменшується, а для К+ підвищується. Іони К+ дифундують з клітини на зовнішню поверхню мембрани, заряджуючи її позитивно. У період, коли проникність мембрани для К+ у ході реполяризація знижується, і реполяризація проходить повільніше, ніж у низхідній частині піку ПД, то спостерігається гіпополяризація мембрани (негативний слідовий потенціал). Відновлюється вихідна величина МП. Після цього у багатьох клітинах спостерігається ще деякий час підвищена проникність мембрани для К+, у зв’язку з цим МП починає зростати – відбувається гіперполяризація мембрани (виникає позитивний слідовий потенціал).