Механизм возникновения пд. Деполяризация

После действия раздражителя пороговой силы потенциал покоя уменьшается, повышает проницаемость каналов для ионов натрия, который входит в клетку. Поток ионов натрия в клетку выше, чем поток ионов К⁺ из клетки. Поступление в клетку иона натрия уменьшает электроотрицательность внутренней поверхности мембраны, что способствует активации новых ионных натриевых каналов и дальнейшему поступлению в клетку иона натрия. Внутренняя сторона мембраны становится положительной, а на поверхности ионы Cl^- образуют отрицательный заряд. Смена зарядов на внутренней и наружной поверхности мембраны соответствует фазе деполяризации.

Реполяризация

После смены зарядов на наружней и внутренней поверхности клеточной мембраны происходит инактивации (закрытия) натриевых каналов. Поступление в клетку ионов натрия становится минимальным. Выход из клетки ионов калия восстанавливает электроотрицательность внутренней поверхности мембраны, что соответствует фазе реполяризации. В последующем натрий/калиевый насос мембраны удаляет из клетки поступивший при деполяризации натрий и восстанавливает исходную концентрацию калия, который вышел из клетки при реполяризации.

Основная роль в образовании ПД принадлежит ионам Na⁺.

Соотношение фаз возбудимости с фазами потенциала действия

Используя тестирующие стимулы в различные фазы развития потенциала действия, можно проследить временной ход изменений возбудимости, сопровождающих возбуждение (ПД). Во время развития медленной деполяризации возбудимость повышается (мембранный потенциал приближается к критическому уровню деполяризации); во время пика потенциала действия мембрана утрачивает возбудимость, которая постепенно восстанавливается после окончания пика.

Период полной невозбудимости получил название «фаза абсолютной рефрактерности». В этот период клетка не отвечает на действии пороговых и сверх пороговых раздражителей.

Реполяризация мембраны ведет к реактивации натриевых каналов и снижению калиевой проводимости. Это период так называемой «относительной рефрактерности». В данную фазу возбудимость постепенно нарастает. В период относительной рефрактерности ответ может возникнуть на действие раздражителя сверхпороговой величины (внеочередное сокращение сердца – экстрасистола).

В нервных волокнах длительность фазы относительной рефрактерности составляет 5—10 мс.

В дальнейшем фаза относительной рефрактерности сменяется фазой повышенной возбудимости «супернормальности» или экзольтации. В этот момент порог раздражения снижен по сравнению с исходными значениями, поскольку мембранный потенциал ближе к критической величине, чем в состоянии покоя. В таком состоянии клетка может дать ответ на раздражитель, величина которого несколько ниже пороговой.

Следовая гиперполяризация, напротив, сопровождается снижением возбудимости (субнормальности).

Таким образом, в процессе развития потенциала действия (возбуждения) выделяют несколько периодов возбудимости:

1. Период рефрактерности (невозбудимости).

а) абсолютной;

б) относительной;

2. Супернормальности или экзальтации.

3. Субнормальности.