Іонні основи генерації ПД

1.У мембранах нервових і м’язових волокон знаходяться Na+i K+ канали, кожен канал пропускає тільки відповідні іони.

2.Канали мають потенціалозалежні ворота, які відчиняються чи зачиняються залежно від зміни мембранного потенціалу.

3.Регуляція стану воріт Na+ - каналів:

а) Na+ -канали мають

- активаційні ворота - m, розташовані на зовнішній поверхні мембрани;

- інактиваційні ворота - h, розташовані на внутрішній поверхні мембрани.

б) Щоб Na+зміг пройти через канал за градієнтом концентрації, потрібно відчинення m i h воріт каналу:

- коли ворота "m" відчинені, канал називається активованим;

- коли ворота "h" зачинені, канал називається інактивованим.

У стані спокою ворота " m" зачинені, а ворота " h" відчинені.

4.Регуляція стану воріт К+каналів:

а) К+-канали мають тільки одні ворота - n (активаційні), розташовані на поверхні мембрани; інактиваційні ворота відсутні.

б)Коли ворота "n" відчинені - канал активований, через нього може проходити К+за градієнтом концентрації.

в) МПС підтримує " m" і "n" ворота відповідних іонних каналів зачиненими, " h" ворота - відчиненими.

К+- каналів при МПС від -70мВ до -90 мВ відчинено в 10 разів більше, ніж Na+- каналів, що свідчить про наближення МПС до ЕК+- калієвого рівноважного потенціалу.

5.Механізми розвитку ПД:

а) Фаза деполяризації обумовлена відчиненням активаційних воріт всіх Na+- каналів мембрани при зменшенні мембранного потенціалу до величини порогового рівня (рівня критичної деполяризації - Ек) під впливом стимулу електричного струму і входженням іонів Na+у клітину за градієнтом концентрації. Провідність мембрани для іонів Na+перевищує провідність для іонів К+.

б) Реверсія потенціалу є часткою фази деполяризації ПД, коли мембранний потенціал стає позитивним, але він не досягає Na+рівноважного потенціалу.

Тетродотоксин блокує потенціало-залежні активаційні ворота (m) Na+ - каналів і ПД не виникає.

в) Фаза реполяризації обумовлена:

- інактивацією Na+-каналів - зачиненням h-воріт при виникненні депляризаціїї;

- активацією К+-каналів при виникненні деполяризації і виходом іонів К+з клітини більше, ніж у стані спокою.

- Комбінований ефект інактивації Na+- каналів і активації більшої кількості К+-каналів призводить до збільшення провідності мембрани до К+і реполяризації мембрани.

г) ПД підпорядковується закону "все або нічого" - його параметри залежать від властивостей мембрани.