Основные закономерности проведения возбуждения по нервным волокнам

Механизм проведения возбуждения в нервных волокнах объясняется возникновением локальных токов, появляющихся между возбужденным и невозбужденным участком мембраны нервного волокна. Как известно, в момент генерации потенциала действия происходит перезарядка мембраны, вследствие чего наружная поверхность возбужденного участка приобретает отрицательный заряд, а внутренняя – положительный. Соседние, невозбужденные участки мембраны находятся в покое и сохраняют трансмембранный заряд покоя - положительный снаружи и отрицательный внутри. Между соседними участками, как снаружи, так и на внутренней поверхности возникает разность потенциалов, что вызывает появление локальных токов. Ток течет от плюса к минусу, следовательно, снаружи мембраны он направлен от невозбужденного участка к возбужденному, а на внутренней поверхности, наоборот, от возбужденного к невозбужденному. Возникший локальный электрический ток действует как раздражитель и повышает проницаемость мембраны невозбужденного участка для ионов натрия. Повышение проницаемости, в свою очередь, приводит к деполяризации мембраны до критического уровня (КМП) и генерации потенциала действия соседнего участка. Ранее возбужденный участок реполяризуется, а ставший возбужденным участок приводит к появлению локального тока между ним и новым, невозбужденным соседним участком мембраны. Так последовательно распространяется процесс возбуждения.

В безмиелиновых волокнах этот процесс повторяется на каждом участке мембраны, который содержит достаточное количество натриевых каналов для генерации потенциала действия, вследствие чего происходит многократная ретрансляция потенциала действия и возбуждение распространяется непрерывно.

В миелиновых волокнах миелиновая оболочка играет роль изолятора и не позволяет электрическому току проходить через соседний с возбужденным участок мембраны. Локальные токи возникают между перехватами Ранвье, поскольку эти участки обладают меньшим сопротивлением и именно в перехватах локализовано большее количество натриевых каналов, до 12 000 на 1мкм, что значительно больше, чем в других участках мембраны. В результате узловые перехваты являются наиболее возбудимым местом мембраны и возбуждение распространяется не плавно по всей мембране, а скачками между перехватами. Такой тип проведения возбуждения называется сальтоторным.