Миеленденген нейрондардағы әрекет потенциалының трансмиссиясы мен инициациясы. Биология, 10 сынып, дидактикалық материал.

Әрекет потенциалы

Аксонға электр тоғымен стимуляция жасағанда ішкі мембрананың бетіндегі потенциалы өзгереді -70 +40 мВ дейін. Бұл поляризацияның өзгерісі – әрекет потенциалы деп аталады және екі сәулелі осцилографпен тіркеледі, қисық сызық түрінде.

Бұл құбылыстың салдары – натрий каналдарының өзгерісі болып келеді. Олар қақпамен қамтамасыз етілген, ерекше полипептидті тізбектердің арқасында ашыла алады және жабыла алады. Қақпалары жабық болғанда мембрананың, иондарға сәйкес келетін каналдар үшін, өткізгіштігі төмендейді; ал ашық күйде – өседі. Жасуша тыныштық күйде болғанда, натрийлі қақпалар жабық болады, сондықтан да мембрана калий иондары үшін 20 есе өткізгіш болып келеді.

Әрекет потенциалы натрийлі қақпалардың кенеттен, қысқа уақыт аралығында ашылуынан п.б. Бұл аксон мембранасының табалдырықты деполяризациясына әкелетін, сигналға жауап ретінде пайда болады. Оның трансмембраналық айырманың потенциалын азайтуға әкеледі, үлкен емес бірақ осы реакция үшін жеткілікті айрмаға жеткілікті болады. Қақпалардың ашылуы мембраналардың натрий иондары үшін өткізгіштігін жоғарылатады және олар жасушаға диффузия жолмен енеді. Бұл жасушаның ішінде оң иондардың мөлшерін үлкейтеді, одан жоғары деполяризацияға әкеледі: трансмембраналық потенциал терістен нөлдік деңгейге дейін өзгереді (толық деполяризациялақ күйі), содан кейін оң болып қалады. Натрий қақпалары деполяризацияға сезгіш болғандықтан, осы құбылыс кезінде олардың ашылу саны да өседі. Бұл жасуша ішіне натрийдің келуін күшейтеді және одан ары деполяризациясына әкеліп соғады. Сонымен тыныштық және әрекет потенциалдары бір-бірін стимуляциялайды, оң теріс қайтымды байланыс арқылы механизмі бойынша дамиды. Аксон ішіне натрийдің ағымының жылдадығы артады. Максимальды трансмембраналық потенциалдардың айырмасы + 40 мВ дейін жетеді. Төмендегі кестеде көрсетілгендей, бұл концентрация жасуша ішіндегі натрий иондарының максимальды концентрациясына сәйкес келеді. Потенциалдардың айырмасының амплитудасы -70 +40 мВ дейін жетеді, 110 мВ сәйкес келеді. Есептеулер көрсеткендей, аксон ішіне натрий иондарының аз ғана мөлшері енуі қажет болады – іште орналасатын миллионнан бір үлесіндей.

Натрий қақпалары ашылғаннан кейін деполяриздалған мембрана калий қақпаларының ашылуына әкеледі. Нәтижесінде жасушадан калий иондары диффузиясы күшейеді, ал олардың заряды натрий иондарының зарядтарына сәйкес келтіндіктен, олардың шығуы аксонның ішкі ортасын аздау оң етеді – реполяризация процессі басталады, алғашқы тыныштық потенциалына қайта оралады.

Әрекет потенциалы өзінің максимальды деңгейіне жеткенде натрий қақпалары жабыла бастайды, мембрананың натрий үшін өткізгіштігі төмендейді. Бірақ осы кезде натрий-калий насостары өзінің жұмысын тоқтатпайды, соның салдарынан тыныштық потенциалы қалпына келеді. Реполяризациясы әрекет потенциалының шының алғашқы деңгейіне төмендеуіне дейін әкеледі. Мембрана потенциалы теріс деңгейге дейін төмендейді. Гиперполяризация жүреді, себебі калий насостары натрий насостарына қарағанда кешірек жабылады және жасушала олар арқылы «артық» оң зарядтарды жоғалтады. Бірақ калий иондары жасушаға енуі тоқтамайды, біртіндеп трансмембраналық электрохимиялық тыныштық потенциалы қалыпына келеді.

Тыныштық потенциалы калий иондарымен анықталады, ал әрекет потенциалы – натрий иондарымен анықталады.

Жүйке импульстері – әрекет потенциалы болып келеді, аксон бойымен таралатын, деполяризация толқыны түрінде. Аксонның сыртқы беті потенциал пайда болған жерінде теріс зарядты болады.