Потенциал действия: механизмы, фазы и динамика возбудимости

Разбор потенциала действия в возбудимых тканях: потенциал покоя, роль натриевых и калиевых каналов, фазы деполяризации и реполяризации, изменения возбудимости и периоды рефрактерности.

Пройти как урок

Потенциал покоя как основа возбуждения

Потенциал действия — это кратковременное изменение заряда клеточной мембраны с отрицательного на положительный в ответ на раздражитель. Чтобы он возник, клетка должна изначально находиться в состоянии потенциала покоя — отрицательного заряда мембраны, составляющего около −70 мВ.

Поддержание потенциала покоя обеспечивается тремя ключевыми механизмами:

Раздражитель и критический уровень деполяризации

Любое воздействие на клетку называется раздражителем. По силе раздражители делят на две категории:

При достижении КУД открываются потенциалзависимые (вольтаж-зависимые) натриевые каналы, что запускает развёрнутый потенциал действия.

Фазы потенциала действия

Развитие потенциала действия включает несколько последовательных фаз:

  1. Локальный ответ — небольшое смещение мембранного потенциала к КУД при действии слабого раздражителя.
  2. Деполяризация — лавинообразный вход ионов Na⁺ через открытые потенциалзависимые натриевые каналы; заряд мембраны быстро становится положительным.
  3. Инактивация натриевых каналов — встроенный «датчик» канала закрывает его при достижении положительного уровня, прекращая вход Na⁺.
  4. Реполяризация — открытие потенциалзависимых калиевых каналов, выход K⁺ из клетки и быстрое восстановление отрицательного заряда.
  5. Следовые потенциалы — медленное возвращение к исходному уровню за счёт работы Na⁺/K⁺-АТФазы; нередко возникает гиперполяризация, когда заряд мембраны временно становится более отрицательным, чем потенциал покоя.

Возникнув в одной точке, потенциал действия распространяется по всей мембране, обеспечивая возбуждение клетки и передачу сигнала соседним структурам.

Графические компоненты потенциала действия

На графике потенциала действия выделяют характерные участки:

Термины деполяризация, реполяризация и гиперполяризация описывают направление изменения заряда: от минуса к плюсу, обратно и за пределы исходного отрицательного уровня соответственно.

Динамика возбудимости и периоды рефрактерности

Возбудимость — способность клетки отвечать на раздражение генерацией потенциала действия. Она тем выше, чем ближе мембранный потенциал к КУД, и закономерно изменяется в течение всего цикла:

Ключевые моменты

Что-то непонятно? Спросите нейросеть

AI-тьютор прочитал конспект этого урока и объяснит тему простыми словами.

Ответ генерирует нейросеть — сверяйтесь с учебником.

Следующий шаг

Весь предмет «Нормальная физиология» — на платформе

Этот урок — одна тема. В предмете «Нормальная физиология» она разобрана целиком: с методичкой, тестами и тьютором, который объяснит непонятное.

от 599 ₽возврат в течение 7 дней
Следующий урок Буферные системы крови и регуляция кислотно-основного состояния

Кратко по теме в справочнике

Определения, ключевые факты и вопросы с экзамена — на одной странице.

Реквизиты: ИП Аулов Александр Андреевич · ИНН 772830395578 · ОГРНИП 319774600307273 · SechenovUniverskill@yandex.ru · Оферта · Политика конфиденциальности