Доказательства натриевой природы потенциала действия
Доказательство натриевой природы потенциала действия получено в 60 годы Ходжкиным. Гигансткий аксон кальмара поместили в раствор поваренной соли.
1 эксперимент:весь NaCl заменили на раствор декстрозы, что привело к уменьшению потенциала действия. При замене на декстрозу 2/3 NaCl - потенциал действия снизился на 50%.
2 эксперимент:аксон кальмара поместили в NaCl, откачали из него аксоплазму и ввели вместо нее раствор NaCl. Если концентрация растворов внутри и снаружи была одинаковая, то потенциал действия не возникал.
Вывод:
- при
действии на ткань порогового и сверхпорогового раздражителя, при
трансмембранном способе, регистрируется потенциал действия. Потенциал
действия является равновесным натриевым потенциалом, т. к. в его
формировании участвуют электрохимическое равновесие по натрию;
- в
процессе импульсного возбуждения заряд клеточной мембраны меняется на
противоположный (возбужденный участок заряжается отрицательно по
отношению к невозбужденному);
- амплитуда потенциала действия не зависит от силы раздражителя (не градуальна) и подчиняется закону "все или ничего".
Фазные изменения возбудимости в их сопоставлении с компонентами потенциала действия
Импульсное возбуждение сопровождается фазными изменениями возбудимости:
- фаза кратковременного повышения возбудимости (рефрактерный периодделится на абсолютный и относительный);
- фаза супернормальной возбудимости;
- фаза субнормальной возбудимости.
Фаза кратковременного повышения возбудимости соответствует местному компоненту потенциала действия, т. к. происходит частичное повышение проницаемости для Na+, что приводит к критическому уровню деполяризации (Ек). Уменьшается порог раздражения и повышается возбудимость, местное возбуждение всегда сопровождается повышением возбудимости.
Заключение: ткань приходит в состояние готовности ответить на раздражение.
Рефрактерный период делится на:
- абсолютный- соответствует фазе деполяризации (максимально открыты Nа-каналы и
дальнейшее увеличение проницаемости для Nа невозможна). Значение:
совершается основная работа;
- относительный- возбудимость восстанавливается до исходной величины (заряд клеточной
мембраны возвращается к исходной величине). Закрываются Nа-каналы,
поэтому можно получить дополнительную реакцию при действии
сверхпорогового раздражителя. Значение: в этот момент возможно получить
ответ на сильные биологически важные раздражители.
Фаза супернормальной возбудимости (экзальтации) соответствует отрицательному следовому потенциалу, Nа-каналы еще не все закрыты, поэтому достаточно более слабого раздражителя для получения ответной реакции.
Фаза субнормальной возбудимости. Разность потенциала увеличивается, увеличивается состояние до Ек. Порог раздражения увеличивается, возбудимость снижается.
Выводы:
- импульсное возбуждение сопровождается фазными изменениями возбудимости, из которых основными является рефрактерный период;
- фазные изменения возбудимости зависят от изменения проницаемости клеточной мембраны;
- фазные изменения возбудимости предохраняют ткань от перевозбуждения и обеспечивают ответную реакцию на биологически значимые раздражители.