Відновлення концентрації натрію і калію клітини після потенціалу дії

Відео: Фітокальцемін з каркаде

проведення кожного потенціалу дії вздовж нервового волокна злегка зменшує різницю концентрацій іонів натрію і калію всередині і зовні мембрани, оскільки іони натрію дифундують всередину під час деполяризації, а іони калію - назовні під час реполяризації. Для одиночного потенціалу дії ці зміни настільки малі, що їх не можна виміряти. Дійсно, від 100 тис. До 50 млн імпульсів можуть пройти по великому нервовому волокну, перш ніж різниці концентрацій досягнуть рівня, при якому проведення потенціалу дії припиняється.

Відео: Відновлення градієнтів концентрації в клітинах серця

Незважаючи на це, з часом виникає необхідність відновити різниця концентрацій для іонів натрію і калію по обидва боки мембрани. Це забезпечується роботою Na + / K + -насоса так само, як було викладено в попередньому розділі для первинного виникнення потенціалу спокою. Це означає, що іони натрію, що увійшли в клітку під час потенціалу дії, і іони калію, що вийшли назовні, повинні бути повернені Nа + / К + -насосом в їх початкове положення.

Оскільки для роботи цього насоса необхідна енергія, «підзарядка»Нервового волокна є активним метаболічним процесом, що використовують енергію, що доставляються енергетичною системою клітини, що синтезує аденозинтрифосфат. При підвищенні частоти імпульсів нервове волокно продукує надлишок тепла, який є мірою витрати енергії на підзарядку.

Особливою властивістю Na + / K + -Hacoca є різке посилення рівня його активності при появі надлишку іонів натрію всередині волокна. Дійсно, активність насоса підвищується пропорційно приблизно третього ступеня зміни внутрішньоклітинної концентрації іонів натрію. Це означає, що при підвищенні внутрішньої концентрації іонів натрію від 10 до 20 мекв / л активність насоса не просто подвоюється, а зростає приблизно в 8 разів. Звідси легко зрозуміти, яким чином процес «підзарядки» нервового волокна може швидко приводитися в дію кожного разу, коли різниця концентрацій іонів натрію і калію починає «вичерпуватися».

Іноді збуджена мембрана НЕ реполяризуется негайно після деполярізаціі- натомість потенціал залишається поблизу піку потенціалу дії, на рівні плато, протягом багатьох мілісекунд, і тільки після цього починається реполяризация. Чітко видно, що плато значно збільшує період реполяризації. Такий тип потенціалу дії характерний для серцевих м`язових волокон, де тривалість плато досягає 0,2-0,3 сек, і виникає при цьому скорочення серцевого м`яза триває так само довго.

Причиною плато є комбінація декількох факторів. По-перше, в серцевому м`язі в процесі деполяризації беруть участь два типи каналів: (1) звичайні електрокеровані натрієві канали, звані швидкими каналами (2) електрокеровані Са / Nа + -канали, які відкриваються повільно, і тому їх називають повільними каналами. Відкриття швидких каналів забезпечує висхідну частину потенціалу дії, а повільні, які тривалий час залишаються відкритими Са / Na-канали, через які всередину волокна входять головним чином іони кальцію, відповідають за плато потенціалу дії.

Другий можливий фактор, частково відповідальний за плато: Електрокеровані калієві канали відкриваються повільніше, ніж зазвичай, часто практично не відкриваючись до кінця плато. Це затримує повернення мембранного потенціалу до його нормальному від`ємного значення -80-90 мВ.