Нейроны: возбуждение

Возбуждение - это состояние нейрона , в основе которого лежит повышение проводимости клеточной мембраны для ионов натрия , вызываемое ее деполяризацией до порогового уровня. Это подтверждается экспериментальными данными о том, что потенциал действия может генерироваться только при высокой внеклеточной концентрации ионов натрия.

При недостатке внеклеточных ионов натрия не может увеличиваться входящий поток ионов натрия и не может возникнуть деполяризационная фаза потенциала действия . Кроме того, во время потенциала действия повышается проводимость для ионов калия , что подтверждается экспериментальными данными - при добавлении тетраэтиламмония , предотвращающего повышение проводимости для ионов калия, мембрана после потенциала действия реполяризуется гораздо медленнее.

Изменения проводимости для ионов связано с изменением проницаемости ионных каналов .

Молекулярные механизмы возбуждения изучаются в опытах с тетродотоксином , который специфически блокирует Na+ -систему. Предполагают, что действие молекулы тетродотоксина сводится только к блокаде входа в натриевый канал , причем незаблокированные каналы остаются интактными. Исходя из этого, можно подобрать концентрацию тетродотоксина, блокирующую половину каналов и определить число каналов на единицу площади. Расчеты показывают, что существует примерно 50 натриевых каналов на 1 кв.мкм мембраны, то есть каналы расположены на расстоянии 140 нм друг от друга, причем их диаметр составляет 0,3 нм. Вход в канал является селективным фильтром, который пропускает только ионы натрия . В покое каналы закрыты и открываются только во время деполяризации. Внутри натриевого канала имеется воротный механизм, контролируемый потенциалом. Воротный механизм подвергается влиянию мембранного потенциала через посредство заряженного "сенсора" в липидной фазе мембраны. При деполяризации эти заряды смещаются, вызывая изменение молекулярной конформации, которое открывает проход через канал. Смещение заряда регистрируется в виде воротного тока, который непосредственно предшествует входу ионов натрия вначале возбуждения. Пора открывается только на короткое время, поскольку через 2 мс наступает инактивация.

Ссылки: