Поняття про хвилю збудження. Потенціал дії.

Поняття про хвилю збудження. Потенціал дії.

Виникнення і поширення збудження пов’язані із зміною електричного стану клітинної мембрани - біоелектричними явищами.

Зареєстрували хвилю збудження К.Коул, Х.Кертіс (1938-1939рр.) Вони 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.

Якщо на живу тканину подіяти подразником достатньої сили і тривалості, то в ній виникає збудження, яке проявляється в змінах електричного стану мембрани.

Сукупність послідовних змін електричного стану мембрани називають - хвилею 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).

Під час процесу збудження змінюється збудливість тканин.

Виділяють періоди збудливості: 1. Початкове зростання збудливості. Спостерігається під час місцевої (локальної) відповіді. 2. Рефрактерний – тимчасове зниження збудливості тканини. Розрізняють фази:

- абсолютної рефрактерності - повна незбудливість у період зростання ПД, збудження у цій фазі викликати неможливо, навіть якщо діє подразник надпорогової сили. - відносна рефрактерність - знижена збудливість у період зменшення ПД, щоб викликати збудження необхідно подіяти подразником надпорогової сили.