Восстановление ионных градиентов после потенциала действия

Восстановление трансмембранных ионных градиентов после генерации ПД осуществляется возбудимыми клетками путем усиления работы Na+/ К+-насоса. Эксперименты с использованием радиоактивных изотопов Na+ показали, что за один ПД в клетку входит 1012 катионов натрия. Это приводит к увеличению внутриклеточной концентрации натрия на 0,7% у мие- линизированных нервных волокон позвоночных животных, а в гигантском аксоне кальмара еще меньше — всего на 0,0001% от содержания катионов Na+ в покое. Поэтому как одиночные потенциалы действия, так и серия ПД неспособны существенно изменить концентрацию ионов в нервном волокне или другой возбудимой клетке.

Однако в тех случаях, когда проходит генерация и проведение большого количества ПД с очень большой частотой, эта разница может быть весьма значительной. Такое происходит, например, в случае развития эпилептического приступа или при электрошоке. Тогда вслед за высокочастотными разрядами ПД, сопровождающимися изменениями концентрационных градиентов, необходим период покоя для активного восстановления этих градиентов. Такое восстановление происходит именно за счет усиления работы Na+/K+-nacoca. Чем сильнее нарушаются трансмембранные концентрационные градиенты для натрия и калия, тем интенсивнее работает насос. Для работы молекул Na+/K*-насоса необходима энергия, которая получается за счет гидролиза АТФ. Часть энергии выделяется в виде тепла, поэтому в этих случаях наблюдается кратковременное повышение температуры нервных волокон и зон мозга.

Однако необходимо подчеркнуть, что для реальных режимов деятельности ЦНС подобные ситуации нетипичны: рабочая частота разрядки нейронов (т.е. генерации ПД) редко превышает 50—70 Гц. При этом генерация ПД не изменяет концентрационных градиентов ионов, и последующие ПД не отличаются по амплитуде и другим параметрам от первого. Отсюда следует важный вывод, что генерация одного спайка или серии ПД не приводит к «утомлению» и потере работоспособности волокна. При этом амплитуда и другие параметры ПД сохраняются неизменными на всем протяжении импульсной активности.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >