Шляхом порівняння з калібрувальним імпульсом виміряйте величину, амплітуду та тривалість потенціалу дії.

При впливі на клітину будь-якого подразника, її трансмембранний
потенціал змінюється, виникає потенціал дії. Причиною такого
коливання потенціалу спокою є зміна проникненості мембрани для
натрію, що у свою чергу, викликано відкриттям натрієвих іонних каналів.
У цьому випадку проникності мембрани для іонів калію і натрію
відносяться один до одного, як:
PK:PNa = 1:20 (4.3.5.)
У результаті потік іонів натрію у клітину починає перевищувати
потік іонів калію з клітини. Якщо раніше потенціал на мембрані був
близьким до рівноважного калієвого потенціалу, то тепер він
наближується до рівноважного натрієвого потенціалу, але не досягає
останній внаслідок того, що провідності для іонів калію і хлору
відрізняються від нуля.
У клітині відбувається деполяризація мембрани: від’ємний
потенціал клітини наближується до нуля, а згодом зовсім змінює знак
на протилежний. Цей процес має назву реверсії мембранного потенціалу.
Максимальне значення потенціалу дії складає зазвичай 30-40 мВ.
Збільшення натрієвої провідності триває долі мілісекунд. Далі вона
починає знижуватися, а калієва – зростати, в результаті чого у клітині
знов встановлюється потенціал спокою. Цей процес має назву
реполяризації клітинної мембрани.
Тривалість потенціалу дії відрізняється для різних клітин
(коливається в межах від 0,5 до 3 мс) і істотно залежить від
температури. При зменшенні температури на 10оС час існування
потенціалу дії збільшується у 3 рази. Тривалість реполяризації
звичайно перевищує тривалість деполяризації.
При виникненні потенціалу дії всередині клітині зменшується
концентрація іонівК+ і збільшується концентрація іонів Na+. Тому в
цих умовах необхідна активація мембранних насосів, які здійснюють
активний транспорт іонів. Через те, що для цього потрібні молекули
АТФ, то в клітині активуються процеси дихання, збільшується
використання кисню і теблообмін.
Дія подразника зазвичай призводить долокальної деполяризації
мембрани. Це викликає відкриття натрієвих каналів, які є чутливими
до змін потенціалу, а через це – збільшує натрієву провідність, що
призводить до ще більшої деполяризації. Існування такого зворотного
зв’язку забезпечує регенеративну (ту, що поновлюється) деполяризацію
клітинної мембрани.

Величина потенціалу дії залежить від сили подразника, а сам він
виникає лише у тому випадку, коли деполяризація перевищує деякий
певний для кожної клітини граничний рівень. Це явище отримало назву
«все, або нічого». Однак, якщо деполяризація складає 50-75 % від
граничної величини, то в клітині може виникнути локальна відповідь
(рис. 4.3.1.), амплітуда якої є значно нижчою за амплітуду потенціалу
дії. Відсутність потенціалу дії при підграничному рівні деполяризації
пояснюється тим, що при цьому недостатньо збільшується натрієва
проникність, щоб викликати регенеративну деполяризацію. Рівень
деполяризації, який виникає при цьому, не викликає відкриття нових
натрієвих каналів, тому натрієва провідність швидко зменшується, і в
клітині знов встановлюється потенціал спокою

.
Рис. 4.3.1.Локальна відповідь А, Б, В – зміна трансмембранного
потенціалу при дії підграничного збудження; А – локальна відповідь
відсутня; Б, В – підгранична деполяризація стимулювала розвиток локальної відповіді (пасивні зміни потенціалу позначені

переривчастою лінією); Г – критичний рівень деполяризації переростає

у потенціал дії.

Потрібно відмітити, що амплітуда потенціалу дії і граничний рівень

деполяризації не є строго сталими величинами для певної клітини.

Тривала деполяризація призводить до збільшення інактивації натрієвих

каналів і активації калієвих, наслідком чого є зменшення амплітуди

потенціалу дії і збільшення граничного рівня деполяризації. Тривала

гіперполяризація викликає зворотні ефекти: збільшення амплітуди

потенціалу дії і зменшення граничного рівня деполяризації.