10. Мембранный потенциал нейрона: потенциал покоя и локальный ответ.

В покое возбудимые клетки заряжены внутри отрицательно, а снаружи – положительно. Мембранный потенциал при этом колеблется в пределах от -30 до -100 мВ (милливольт).

Мембранный потенциал – это разность потенциалов по обе стороны мембраны.

Потенциалом покоя (ПП) называют мембранный потенциал возбудимой клетки в невозбужденном состоянии. Он представляет собой разность электрических зарядов между внутренней и наружной сторонами мембраны в покое.

         Разные возбудимые ткани имеют неодинаковый ПП:

         ПП нервной ткани         -70мВ

         ПП мышечной ткани    -90мВ

         ПП железистой ткани   -30 мВ

Таким образом, в покое имеется разделение зарядов по обе стороны мембраны, поэтому говорят, что клетка поляризована. Отсюда следует три важных термина:

1.    Снижение мембранного потенциала по  абсолютной величине (то есть его сдвиг в положительную сторону, например, от -90 до -60 мВ) называется деполяризацией.

2.    Восстановление мембранного потенциала после деполяризации (например, от -60 до -90 мВ) называется реполяризацией.

3.    Увеличение мембранного потенциала по абсолютной величине, то есть сдвиг в отрицательную сторону по сравнению с потенциалом покоя (например, от -90 до -100 мВ) называется  гиперполяризацией.

В типичной нервной клетке биопотенциалы создаются в результате диффузии двух катионов: Na⁺ и K⁺.

Знак и величина ПП объясняется двумя факторами:

1)   Распределением катионов по обе стороны  мембраны: внутри клетки преобладает K⁺ _, снаружи – Na⁺. Такое неравномерное распределение ионов обусловлено работой Na⁺, К⁺-АТФ-азы, или Na⁺/ К⁺-насоса – механизма активного транспорта, удаляющего из клетки Na⁺ и закачивающего в клетку К⁺.

2)   Избирательной проницаемостью мембраны: в покое мембрана высоко проницаема для К⁺ и мало проницаема для Na⁺ (это обусловлено тем, что в мембране имеется большое количество постоянно открытых калиевых каналов утечки).

Таким образом, ионы К⁺ выходят из клетки по концентрационному градиенту, вынося с собой положительные заряды и заряжает наружную поверхность мембраны положительно. Внутри остается избыток анионов, которые создают отрицательный заряд на внутренней поверхности мембраны.