14) Потенциал действия (пд), его графическое изображение. Фазы пд, ионные токи и состояние ионных каналов во время различных фаз пд.

Потенциалом действия называется кратковременное изменение трансмембранной разности потенциалов на наружной мембране нервных и мышечных клеток при их возбуждении.

Выделяют две фазы потенциала действия – фазу деполяризации и фазу реполяризации. Положительное значение мембранного потенциала носит название потенциала инверсии (overshoot).

Первая фаза ПД (фаза деполяризации) связана с потоком ионов натрия из окружающей среды (где их концентрация больше) в клетку (где их концентрация меньше) через потенциалзависимые натриевые каналы.

Следует отметить, что на первых порах (пока мембранный потенциал отрицателен) электрический градиент способствует входу натрия в клетку.

После достижения нулевого значения трансмембранной разности потенциалов входящий поток ионов натрия не прекращается (так как сохраняется концентрационный градиент ионов натрия на мембране), и он будет продолжаться до достижения натриевого равновесного потенциала (выравнивания значений электрохимического потенциала по обе стороны мембраны).

К моменту, когда входящий ток натрия прекращается, проницаемость мембраны для ионов калия достигает максимума, и развивается выходящий калиевый ток, возвращающий мембранный потенциал к исходному уровню.

Первая фаза потенциала действия обусловлена входящим током ионов натрия через натриевые потенциалзависимые каналы, а вторая – выходящим током ионов

*закон "всё или ничего" – если деполяризующий импульс больше порогового, то развивается потенциал действия, амплитуда которого не зависит от амплитуды возбуждающего импульса; если деполяризующий импульс меньше порогового, то потенциала действия нет;

15.Роль ионных каналов в биоэлектрогенезе. Виды ионных каналов, их строение. Состояние ионных каналов во время существования потенциала покоя и во время развития пд мышечных и миокардиальных клеток.

Ионные каналы — порообразующие белки (одиночные либо целые комплексы), поддерживающие разность потенциалов, которая существует между внешней и внутренней сторонами клеточной мембраны всех живых клеток. С их помощью ионы перемещаются согласно их электрохимическим градиентам сквозь мембрану. Через ионные каналы проходят ионы Na+ (натрия), K+ (калия), Cl− (хлора) и Ca2+ (кальция). Из-за открывания и закрывания ионных каналов меняется концентрация ионов по разные стороны мембраны и происходит сдвиг мембранного потенциала.

Виды ионных каналов:

• Потенциал-зависимые : молекулярная конформация ворот соответствует электрическому потенциалу на клеточной мембране.

• Хемо-зависимые (лиганд-управляемые) : ворота открываются при связывании белка с лигандом. Происходит химическое изменение в белковой молекуле, что открывает/закрывает ворота.

• Механо-чувствительные : ионные каналы открываются при растяжении/деформации мембраны.

Ионные каналы состоят из связанных между собой белковых субъединиц, формирующих в мембране гидрофильную селективную(т.е. каналы избирательны для определенного вида ионов) пору.

Фаза плато – медленная реполяризация, характеризующаяся дальнейшим повышением входа в клетку ионов кальция (Сa2+). В период плато натриевые каналы инактивируются, и клетка находится в состоянии абсолютной невозбудимости, или рефрактерности (рефрактерность – снижение способности клетки отвечать на раздражение вследствие инактивации натриевых каналов)