Доказательства натриевой природы потенциала действия

Доказательство натриевой природы потенциала действия получено в 60 годы Ходжкиным. Гигансткий аксон кальмара поместили в раствор поваренной соли.

1 эксперимент:весь NaCl заменили на раствор декстрозы, что привело к уменьшению потенциала действия. При замене на декстрозу 2/3 NaCl - потенциал действия снизился на 50%.

2 эксперимент:аксон кальмара поместили в NaCl, откачали из него аксоплазму и ввели вместо нее раствор NaCl. Если концентрация растворов внутри и снаружи была одинаковая, то потенциал действия не возникал.

Вывод:

1. при действии на ткань порогового и сверхпорогового раздражителя, при трансмембранном способе, регистрируется потенциал действия. Потенциал действия является равновесным натриевым потенциалом, т. к. в его формировании участвуют электрохимическое равновесие по натрию;
   
   
2. в процессе импульсного возбуждения заряд клеточной мембраны меняется на противоположный (возбужденный участок заряжается отрицательно по отношению к невозбужденному);
   
   
3. амплитуда потенциала действия не зависит от силы раздражителя (не градуальна) и подчиняется закону "все или ничего".
   

Фазные изменения возбудимости в их сопоставлении с компонентами потенциала действия

Импульсное возбуждение сопровождается фазными изменениями возбудимости:

1. фаза кратковременного повышения возбудимости (рефрактерный периодделится на абсолютный и относительный);
   
   
2. фаза супернормальной возбудимости;
   
   
3. фаза субнормальной возбудимости.
   

Фаза кратковременного повышения возбудимости соответствует местному компоненту потенциала действия, т. к. происходит частичное повышение проницаемости для Na⁺, что приводит к критическому уровню деполяризации (Ек). Уменьшается порог раздражения и повышается возбудимость, местное возбуждение всегда сопровождается повышением возбудимости.

Заключение: ткань приходит в состояние готовности ответить на раздражение.

Рефрактерный период делится на:

1. абсолютный- соответствует фазе деполяризации (максимально открыты Nа-каналы и дальнейшее увеличение проницаемости для Nа невозможна). Значение: совершается основная работа;
   
   
2. относительный- возбудимость восстанавливается до исходной величины (заряд клеточной мембраны возвращается к исходной величине). Закрываются Nа-каналы, поэтому можно получить дополнительную реакцию при действии сверхпорогового раздражителя. Значение: в этот момент возможно получить ответ на сильные биологически важные раздражители.
   

Фаза супернормальной возбудимости (экзальтации) соответствует отрицательному следовому потенциалу, Nа-каналы еще не все закрыты, поэтому достаточно более слабого раздражителя для получения ответной реакции.

Фаза субнормальной возбудимости. Разность потенциала увеличивается, увеличивается состояние до Ек. Порог раздражения увеличивается, возбудимость снижается.

Выводы:

1. импульсное возбуждение сопровождается фазными изменениями возбудимости, из которых основными является рефрактерный период;
   
   
2. фазные изменения возбудимости зависят от изменения проницаемости клеточной мембраны;
   
   
3. фазные изменения возбудимости предохраняют ткань от перевозбуждения и обеспечивают ответную реакцию на биологически значимые раздражители.