Что такое деполяризация физиология
Что такое деполяризация физиология
В нервных волокнах сигналы передаются с помощью потенциалов действия, которые представляют собой быстрые изменения мембранного потенциала, быстро распространяющиеся вдоль мембраны нервного волокна. Каждый потенциал действия начинается со стремительного сдвига потенциала покоя от нормального отрицательного значения до положительной величины, затем он почти так же быстро возвращается к отрицательному потенциалу. При проведении нервного сигнала потенциал действия движется вдоль нервного волокна вплоть до его окончания.
Типичный потенциал действия, зарегистрированный с помощью метода, представленного в верхней части рисунка.
Фаза реполяризации. В течение нескольких долей миллисекунды после резкого повышения проницаемости мембраны для ионов натрия, натриевые каналы начинают закрываться, а калиевые — открываться. В результате быстрая диффузия ионов калия наружу восстанавливает нормальный отрицательный мембранный потенциал покоя. Этот процесс называют реполя-ризацией мембраны.
Для более полного понимания факторов, являющихся причиной деполяризации и реполяризации, необходимо изучить особенности двух других типов транспортных каналов в мембране нервного волокна: электроуправляемых натриевых и калиевых каналов.
Типичные изменения состояния электроуправляемых натриевых (вверху) и калиевых (внизу) каналов при изменении мембранного потенциала от нормального отрицательного значения до положительных величин.
Показана последовательная активация и инактивация натриевых каналов и задержанная активация калиевых каналов.
Инактивация натриевого канала. В верхней правой части рисунке показано третье состояние натриевого канала. Увеличение потенциала, открывающее активационные ворота, закрывает инактивационные ворота. Однако инактивационные ворота закрываются в течение нескольких десятых долей миллисекунды после открытия активационных ворот. Это значит, что конформационное изменение, приводящее к закрытию инактивационных ворот, — процесс более медленный, чем конформационное изменение, открывающее активационные ворота. В результате через несколько десятых долей миллисекунды после открытия натриевого канала инактивационные ворота закрываются, и ионы натрия не могут более проникать внутрь волокна. С этого момента мембранный потенциал начинает возвращаться к уровню покоя, т.е. начинается процесс реполяризации.
Существует другая важная характеристикая процесса инактивации натриевого канала: инактивационные ворота не открываются повторно до тех пор, пока мембранный потенциал не вернется к значению, равному или близкому к уровню исходного потенциала покоя. В связи с этим повторное открытие натриевых каналов обычно невозможно без предварительной реполяризации нервного волокна.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
— Вернуться в оглавление раздела «Физиология человека.»
ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ
ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ (лат. приставка de- извлечение, понижение + поляризация) — уменьшение или полное устранение поляризации. Д. представляет собой явление, обратное поляризации (см.), и играет важную роль в физ.-хим. и биол, системах. В частности, Д. лежит в основе возникновения и развития потенциала действия.
В связи с различной природой явления поляризации (света, диэлектрической, электрохим., физиол, и т. п.) различают соответствующие виды Д.
В электрохимии под Д. понимают уменьшение или устранение хим. поляризации электродов, возникающей в большинстве случаев в результате выделения водорода на катоде или кислорода на аноде, или же вследствие изменения конц. электролитов около катода и анода (концентрационная поляризация). Явление поляризации — фактор часто неблагоприятный. При электролизе, напр., Д. сопровождается излишним расходом энергии, а при работе гальванического элемента приводит к снижению действующей эдс. Хим. поляризацию можно уменьшить, применяя специальные вещества — деполяризаторы. Так, поляризацию, вызываемую выделением на катоде водорода, уменьшают, добавляя окислители (азотную к-ту, бихромат калия, двуокись марганца и др.)- Поляризацию, возникшую при выделении на аноде кислорода, снижают добавлением восстановителей (напр., этилового спирта). Концентрационную поляризацию можно значительно уменьшить, энергично перемешивая р-р или применяя насыщенные р-ры, что использовано, напр., в стандартном элементе Вестона (см. Вестона нормальный элемент).
Д. наряду с поляризацией определяет электрохим. окисление и восстановление органических веществ; она заключается в уменьшении отношения конц. окисленных компонентов к конц. восстановленных.
В физиологии под Д. понимают уменьшение разности биоэлектрических потенциалов между содержимым клетки и окружающей средой; явление Д. лежит в основе развития потенциала действия (см. Биоэлектрические потенциалы, Возбуждение). Д. может быть вызвана действием ряда физиологически активных веществ, напр, ацетилхолина и др. В первые моменты развития потенциала действия происходит увеличение проницаемости мембраны для ионов натрия. Это приводит к тому, что натрий начинает поступать внутрь клетки; асимметричное распределение ионов при этом нарушается, и в результате происходит уменьшение разности потенциалов в первые моменты развития потенциала действия.