Вопрос 18

Для збуджених тканин характерна зміна трансмембранного потенціалу під дією подразника. В тому випадку якщо трансмембранний потенціал зменшується по відношенню до МПС,говорять про гіперполяризацію,а якщо після деполяризації трансмембранний потенціал знову збільшується - це реполяризація.

Фаза швидкої деполяризації

Виникнення потенціалу дії (ПД) пов'язане зі збільшенням проникності

мембрани для іонів натрію (в 20 разів у порівнянні із проникністю для

К+, і в 500 разів у порівнянні з вихідною проникністю Na+) і наступним

посиленням дифузії цих іонів по концентраційному градієнті усередину

клітини, що приводить до зміни (зменшенню) мембранного потенціалу.

Зменшення мембранного потенціалу приводить до збільшення проникності

мембрани для натрію, а збільшення проникності супроводжується посиленням

дифузії натрію в цитоплазму, що викликає ще більш значну деполяризацію

мембрани. Завдяки наявності позитивного зворотного зв'язку деполяризація

мембрани при збудженні відбувається із прискоренням і потік іонів натрію

в клітину увесь час зростає. Інтенсивність же потоку іонів калію,

спрямованого із клітини назовні, у перші моменти збудження залишається

як і на початку. Посилений потік позитивно заряджених іонів натрію

усередину клітини викликає спочатку зникнення надлишкового негативного

заряду на внутрішній поверхні мембрани, а потім приводить до

перезарядження мембрани.

Надходження іонів натрію відбувається доти, поки внутрішня поверхня

мембрани не придбає позитивний заряд, достатній для зрівноважування

градієнта концентрації натрію й припинення його подальшого переходу

усередину клітини.

Натрієвий механізм виникнення ПД підтверджують досвіди зі зміною

зовнішньою й внутрішньою концентрацією цих іонів. Було показано, що

десятикратній зміні концентрації іонів натрію в зовнішнім або внутрішнім

середовищі клітини відповідає зміна ПД на 58 мВ. При повному видаленні

іонів натрію з оточуючої клітину рідини ПД не виникали. Таким чином, установлено, що ПД виникають у результаті надлишкової в

порівнянні зі спокоєм дифузії іонів натрію з оточуючої рідини усередину

клітини.

Період, протягом якого проникність мембрани для іонів натрію при

порушенні клітини зростає, є невеликим (0,5-1 мс); слідом за цим

спостерігається підвищення проникності мембрани для іонів калію й, отже,

посилення дифузії цих іонів із клітини назовні.

Фаза реполяризації

Збільшення іонного потоку калію, спрямованого із клітини назовні,

призводить до зменшення мембранного потенціалу, що у свою чергу

обумовлює зменшення проникності мембрани для іонів натрію, що, як

указувалося, є функцією мембранного потенціалу.

Таким чином, другий етап порушення характеризується тим, що потік іонів

калію із клітини назовні зростає, а зустрічний потік іонів натрію

зменшується. Це триває, поки не відбудеться відновлення потенціалу

спокою - реполяризація мембрани. Після цього проникність для іонів калію

також падає до вихідної величини. Зовнішня поверхня мембрани за рахунок

позитивно заряджених іонів калію, що вийшли в середовище, знову здобуває

позитивний потенціал стосовно внутрішнього.