Potențial de acțiune. Fazele potențialului de acțiune al fibrei nervoase
În fibrele nervoase, semnalele sunt transmise prin potențiale de acțiune, care sunt modificări rapide ale potențialului membranei care se propagă rapid de-a lungul membranei fibrelor nervoase. Fiecare potențial de acțiune începe cu o deplasare rapidă a potențialului de odihnă de la valoarea negativă normală la o valoare pozitivă, apoi se întoarce aproape la fel de repede la potențialul negativ. Atunci când efectuează un semnal nervos, potențialul de acțiune se deplasează de-a lungul fibrei nervoase până la terminarea acesteia.
Figura arată modificările care apar pe membrană în timpul potențialului de acțiune, cu transferul încărcărilor pozitive din interiorul fibrei la început și revenirea încărcărilor pozitive spre exterior la sfârșit. În partea de jos a figurii, modificările succesive ale potențialului membranei sunt arătate grafic pentru câteva secunde, ilustrând debutul exploziv al potențialului de acțiune și aproape aceeași recuperare rapidă.
Etapa de odihnă. Această etapă este reprezentată de potențialul de restabilire al membranei, care precede potențialul de acțiune. Membrana în timpul acestei etape polarizate datorită prezenței potențialului de membrană negativă egală cu -90 mV.
Faza de depolarizare. In acest moment, membrana devine brusc foarte permeabil pentru ionii de sodiu, permițând unui număr foarte mare de ioni de sodiu incarcati pozitiv să difuzeze în axonului. stare normală polarizat la -90 mV imediat neutralizat prin venirea în ioni de sodiu incarcati pozitiv, care rezultă în potențialul creștere rapidă într-o direcție pozitivă. Acest proces este numit depolarizare, in fibrele nervoase mari intra in exces semnificativ de ioni de sodiu pozitive, în general, conduce la faptul că potențialul de membrana „salturi“ dincolo de nivelul de zero, devenind ușor pozitiv. În unele fibre mai mici, ca în majoritatea neuronilor sistemului nervos central, potențialul atinge un nivel zero, nu "sărind" el.
Faza de repolarizare. În câteva fracțiuni de o milisecundă după o creștere accentuată a permeabilității membranei pentru ionii de sodiu, canalele de sodiu încep să se închidă și canalele de potasiu încep să se deschidă. Ca urmare, difuzia rapidă a ionilor de potasiu restaurează în exterior potențialul de odihnă al membranei negative normale. Acest proces se numește repolarizare membranară.
Pentru o înțelegere mai completă a factorilor. care cauza depolarizare și repolarizare, este necesar să se studieze caracteristicile celorlalte două tipuri de canale de transport in membrana fibrelor nervoase: controlabile electric de sodiu și canale de potasiu.
Canalele de sodiu și potasiu electro-suprimate. Un canal de sodiu controlat electric este un participant necesar în procesele de depolarizare și repolarizare în timpul dezvoltării potențialului de acțiune din membrana fibrei nervoase. Canalul de potasiu controlat cu canal electric joacă, de asemenea, un rol important în creșterea ratei de repolarizare a membranei. Ambele tipuri de canale cu comandă electrică există în plus față de pompele Na + / K + și canalele K * / Na +.
Canal de sodiu controlat electronic. Partea superioară a figurii prezintă un canal de sodiu controlat electric în trei stări diferite. Acest canal are două porți: una lângă partea exterioară a canalului, care este numit poarta de activare, celălalt - partea interioară a canalului, numita poarta inaktivatsionnymi. Partea din stânga sus a figurii arată starea acestor porți în repaus, când potențialul de repaus al membranei este -90 mV. În aceste condiții, porțile de activare sunt închise și împiedică intrarea ionilor de sodiu în fibră.
Activarea canalului de sodiu. Atunci când un potențial de membrană în repaus este deplasată spre valori mai puțin negative în creștere de la -90 mV spre zero la un anumit nivel (de obicei, între -70 și -50 mV) există o schimbare bruscă în conformația poarta cu active țional, ca urmare, se muta la starea complet deschisă . Această stare este numită starea canalului activat, în care ionii de sodiu pot intra liber prin ea în fibră; în timp ce permeabilitatea la sodiu a membranei crește în intervalul de la 500 la 5000 de ori.
Inactivarea canalului de sodiu. Partea din dreapta sus a figurii arată cea de-a treia stare a canalului de sodiu. Creșterea capacității, deschiderea porții de activare, închide poarta de inactivare. Cu toate acestea, poarta de inactivare se închide în câteva zecimi de milisecundă după deschiderea porților de activare. Aceasta înseamnă că modificarea conformațională care duce la închiderea porții de inactivare este un proces mai lent decât modificarea conformațională care deschide poarta de activare. Ca rezultat, câteva zecimi dintr-o milisecundă după deschiderea canalului de sodiu, poarta de inactivare se închide și ionii de sodiu nu mai pot penetra fibra. Din acest moment, potențialul membranei începe să revină la nivelul de repaus, adică începe procesul de repolarizare.
Există o altă caracteristică importantă a procesului de inactivare a canalelor de sodiu. inaktivatsionnye poarta nu poate fi deschis din nou, până când, atâta timp cât membrana potențiale revine la o valoare egală sau apropiată de nivelul restului potențialului inițial. În acest sens, redeschiderea canalelor de sodiu este de obicei imposibilă fără o repolarizare prealabilă a fibrelor nervoase.
Dezvoltarea rapidă a depolarizării și repolarizării prelungite. Repolarizarea lentă (platoul) se transformă într-o repolarizare rapidă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: