Распространение потенциала действия в нейроне: общие сведения
Продвижение потенциалa действия вдоль нервного волокна зависит от пассивного распространения тока в соседние участки мембраны, котрое вызывает в них деполяризацию до порогового уровня . Для иллюстрации этого свойства представим себе потенциал действия, "замерший" во времени, и обрисуем общую картину распределения потенциала вдоль волокна, как показано на рис. 7.4 . Размер участка мембраны, находящегося под влиянием потенциала действия, зависит от его длительности и скорости проведения. К примеру, если длительность потенциала действия равна 2 мс, а скорость его проведения 10 м/с (10 мм/мс), то потенциал распространится на участке мембраны с 2 см. В том месте, где мембранный потенциал достиг порога (т.е. на переднем фронте потенциала действия), происходит массивный вход натрия в направлении электрохимического градиента, приводящий к дальнейшей деполяризации мембраны. Как и в случае инъекции тока через микроэлектрод, входящий ток распространяется в продольном направлении от активного участка. Этот распространяющийся ток вызывает деполяризацию участка, соседнего с активным, до порогового уровня. Позади от пика потенциала действия, напротив, калиевая проводимость настолько высока, что ток через калиевые каналы вызывает реполяризацию мембраны до уровня покоя .
Импульсы обычно зарождаются в одном конце аксона и перемещаются к другому его концу. Однако не существует предпочтительного направления распространения импульса. Импульсы, производимые в нейромышечном соединении , расположенном в середине мышечного волокна , распространяются в обоих направлениях от середины мышцы к сухожилию. Тем не менее, за редким исключением потенциал действия не способен изменить направление своего движения по волокну. Причина этого в рефрактерном периоде . В зоне рефрактерности, показанной на рис. 7.4 , натриевые каналы в основном инактивированы, а калиевая проводимость высока, поэтому распространение регенерирующето процесса в обратную сторону невозможно. После того, как потенциал действия ушел из данного участка волокна, мембранный потенциал возвращается к уровню покоя, инактивация натриевых каналов снимается, калиевая проводимость снижается до нормального уровня, и участок вновь становится возбудимым.
