Ионные основы возникновения потенциала действия

В основе потенциала действия лежит изменение проницаемости плазматической мембраны для ионов Na⁺, приводящее к нарушению (изменению) распределения этого иона между вне- и внутриклеточным пространством. Это изменение проницаемости вызывается действием раздражителя.

Раздражитель действует на систему Na⁺ - каналов клетки, увеличивая их проницаемость. Поступающие в клетку ионы начинают уменьшать величину потенциала покоя клетки - деполяризуют мембрану. Когда величина деполяризации достигнет критической величины - порога,процесс становится необратимым. При этом воротный механизм Na⁺ канала открывается и входящие по градиенту ионы Na⁺ деполяризуют мембрану полностью. Величина деполяризации мембраны может составлять 30-50 мВ.

Это состояние автоматического прогрессирующего нарушения мембранного заряда и есть суть возбуждение. Возбуждение пропорционально величине деполяризации, т.е. количеству входящих в клетку ионов, а величина деполяризации характеризуется амплитудой ПД и зависит от силы раздражителя.

Длительная деполяризация мембраны ведет к инактивации натриевых каналов и прекращению входа Na⁺. Недостаток положительно заряженных ионов (Na+) снаружи мембраны нарушает электрохимическое равновесие - потенциал покоя, что приводит к повышению калиевой проницаемости. Выход ионов калия наружу через не инактивируемые К⁺ каналы продолжается до восстановления электрохимического градиента, т.е. потенциала покоя. Это фаза процесса возбуждения называется фазой реполяризации.