Цитоплазма

Рис. 4.5. Натриевый потенциалзависимый канал:

-. — 1знал открыт; Б — канал инактивирован; В — канал инактивирован и закрыт; 1 — мебрана; 2 — потенциалзависимый

канал; 3 — инактивирующая частица

внеклеточной средой на мембране нейрона возникает потенциал. Внутренняя сторона мембраны (цитоплазма нейрона) заряжается относительно внешней стороны (внеклеточного пространства) отрицательно на величину около — 70 мВ.

Как мы уже говорили, главное свойство нейрона — это способность возбуждаться и переда­вать возбуждение другим клеткам. Когда говорят о способности нейрона к возбуждению, то име­ют в виду способность нейрона к генерации потенциала действия (возникновения разницы по­тенциалов обратного знака в сравнении с мембранным потенциалом), обусловленного кратков­ременными изменениями в ионной проводимости мембраны за счет процессов активации и инак­тивации потенциалзависимых натриевых и калиевых ионных каналов. Ионы натрия и калия движутся по этому типу каналов в соответствии со своими концентрационными градиентами (из места высокой концентрации к месту низкой концентрации).

В состоянии покоя натриевые каналы находятся в закрытом положении и внутренняя повер­хность мембраны заряжена отрицательно по отношению к внешней стороне примерно на 70 мВ. В том случае, если происходит пороговая (приблизительно 10 мВ) деполяризация (уменьшение поляризации) мембраны, то натриевые ионные каналы открываются и внутрь нейрона под дав­лением концентрационного градиента лавинообразно устремляются положительно заряженные ионы натрия. Положительный ток ионов натрия смещает потенциал мембраны в сторону деполя­ризации примерно до уровня в + 55 мВ (величина натриевого равновесного потенциала). Эта величина положительного потенциала обусловлена установлением определенных концентраций ионов натрия в цитоплазме и вне клетки. Примерно через 0, 5 — 1 мс потенциалзависимые натри­евые каналы закрываются специальной белковой молекулой. Одновременно открываются кали­евые каналы, и положительные ионы калия начинают в соответствии со своим концентрацион­ным градиентом стремительно выходить из клетки, возвращая мембранный потенциал в исход­ное состояние (процесс реполяризации). После этого нейрон снова готов к генерации следующего потенциала действия. Общая длительность нейронного потенциала действия составляет около 1 мс. Схематическое изображение процессов, происходящих при генерации потенциала действия, приведено на рис. 4.6.

Вхождение в нейрон Na⁺