Мембранный потенциал действия (мпд)

Под действием раздражителя пороговой силы проницаемость мембраны изменяется и возникает потенциал действия (ПД) или возбуждение. ПД – это быстрое колебание мембранного потенциала при возбуждении.

Порог раздражения – эта минимальная сила, при которой возникает минимальная ответная реакция. Для характеристики порога раздражения используется понятие реобаза (рео – ток, база – основной).

Кроме пороговых различают подпороговые раздражители, которые не могут вызвать ответной реакции, но вызывают сдвиг обмена веществ в клетке. Также существуют надрпороговые раздражители.

Возникнув, ПД распространяется вдоль мембраны, не изменяя своей амплитуды. В нем различают фазы:

1. Деполяризации:

а) медленная деполяризация;

б) быстрая деполяризация.

2. Реполяризация:

а) быстрая реполяризация;

б) медленная реполяризация (отрицательный следовой потенциал)

3. Гиперполяризация (положительный следовой потенциал).

Механизм возникновения пд.

Под влиянием раздражителя пороговой силы мембрана клетки становится проницаема для ионов Na⁺ и он резким потоком поступает внутрь (скорость ионов Na⁺ в клетку выше, чем поток ионов К⁺ из клетки). Внутренняя сторона мембраны становится положительной, а на поверхности ионы Cl^- образуют отрицательный заряд. Смена зарядов на внутренней и наружной поверхности мембраны соответствует фазе деполяризации.

После этого Na-евые каналы закрываются и открываются К-евые каналы, которые были частично закрыты. Наблюдается восстановление МПП. Эта фаза ПД называется реполяризацией.

Основная роль в образовании ПД принадлежит ионам Na⁺.

Изменения возбудимости в процессе возбуждения.

Во время развития ПД (возбуждения) возбудимость клетки изменяется.

Так, при развитии фазы медленной деполяризации возбудимость повышается и создаются условия для возникновения ответа. В дальнейшем, когда медленная деполяризация сменяется быстрой возбудимость резко снижается, а когда наступает фаза реполяризации она снова начинает восстанавливаться.

Выделяют несколько периодов возбудимости:

1. Период рефрактерности.

а) абсолютной;

б) относительной;

2. Супернормальности или экзальтации.

В период рефрактерности это отрезок времени когда клетка не может ответить на действие раздражителя. В период абсолютной рефрактерности клетка не отвечает на действии пороговых и сверх пороговых раздражителей. В период относительной рефрактерности ответ может возникнуть на действие раздражителя сверхпороговой величины.

В период супернормальности возбудимость повышается выше исходного уровня. В таком состоянии клетка может дать ответ на раздражитель величина которого несколько ниже пороговой.

Законы раздражения и оценка возбудимости.

Возбудимость ткани зависит от порога ее раздражимости (реобазы). Реобаза это наименьшая сила раздражителя способная вызвать минимальную ответную реакцию. Чем ниже сила порогового раздражителя, тем выше возбудимость ткани. Однако, ответная реакция ткани зависит от силы раздражителя до определенного уровня.

Возникновение ответной реакции клетки зависит и от времени в течении которого действует раздражитель. Пороговая сила раздражителя находится в обратной зависимости от времени действия стимула.

Взаимоотношения между силой и временем действия раздражителя отражает кривая сила - длительность. При силе тока ОА необходимо действовать на ткань длительностью ОС, чтобы вызвать ответ.

Наименьшее время в течение которого должен действовать стимул равный реобазе, чтобы вызвать ответ называется полезным временем. Если увеличить силу раздражителя в два раза (ОД – две реобазы), время действия раздражителя, чтобы вызвать ответ укорачивается (ОЕ).

Наименьшее время в течение которого должен действует раздражитель равный удвоенной реобазе на ткань, чтобы вызвать ответ называется хроноксией.

Если сила раздражителя равна половине реобазы (половина ОА), то независимо от продолжительности действия раздражителя ответная реакция возникать не будет. Например, рефлекс одергивания руки от холодного утюга возникать не будет.

Если на ткань воздействовать раздражителем, сила которого равна трем реобазам, но очень короткий период времени (половина ОЕ) ответная реакция возникать не будет. Например, если очень быстро дотронуться до горячего утюга, то определить его температуру невозможно.

Хроноксия характеризует скорость возникновения возбуждения. У разных тканей она различна, что используется в клинике для определения поражения двигательных нервов.