Бiопотенцiали - загальна назва усіх видiв електричних процесів у живих системах.
Потенціал ушкодження - історично перше поняття про електричну активність живого (демаркаційний потенціал). Це різниця потенціалів між неушкодженною і ушкодженої поверхнями живих збудливих тканин (м'язи, нерви). Розгадка його природи призвела до створення мембранної теорії бiопотенціалiв.
Мембранний потенціал (МП) - це різниця потенціалів між зовнішньою і внутрішньою поверхнями клітини (м`язевого волокна) у спокою. Звичайно МП, або потенціал спокою, складає 50-80 мВ, зі знаком «-» всередині клітини. При збудженнi клітини реєструється потенціал дії - швидка зміна мембранного потенціалу під час збудження.
Механізм формування ПС пов’язаний з:
1. Наявністю в мембрані клітини механізмів активного транспорту речовин – натрій-калієвий насос. Він створює градієнт концентрації усередині та поза клітиною.
2. Особливостями проникності мембрани клітини в стані спокою – вона проникна для іонів К+ та непроникна для іонів Na+.
Фізіологічна роль ПС полягає в тому, що він є базою, на якій розвивається потенціал дії.
Потенціал дії (ПД) – швидка високоамплітудна зміна потенціалу мембрани збудливої клітини при її збуджені.
ПД окремої клітини має такий вигляд:
1. Спочатку мембранний потенціал різко зменшується до нуля – 1 фаза деполяризації ПД;
2. Потім заряд мембрани змінюється на протилежний – зовні “-”, всередині “+” – 2 фаза реверсполяризації.
3. Далі мембранний потенціал поступово повертається до вихідного рівня – 3 фаза реполяризації ПД.
4. Завершальною фазою ПД є слідова гіперполяризація 4.
Подразник зумовлює відкриття активаційних воріт натрієвих каналів, лавиноподібний вхід Na+ в клітину за градієнтом концентрації зменшення надлишку аніонів усередині клітини (так як іони Na+ заряджені позитивно). Аніони, які прямують до мембрани за іонами Na+, зайти в клітину не можуть, вони зменшують надлишок позитивних зарядів на зовнішній поверхні мембрани клітини. Завдяки цьому різниця потенціалів між зовнішньою та внутрішньою поверхнями мембрани зменшується, а далі й зовсім зникає. Так розвивається фаза деполяризації ПД.
Але вхід іонів Na+ в клітину не припиняється й тепер у клітині створюється надлишок позитивних іонів Na+, а на її поверхні – надлишок аніонів, перезарядка мембрани – фаза реверсполяризації.
Натрієва активація (стан каналів при відкритих активаційних воротах) швидко змінюється натрієвою інактивацією – закриттям інактиваційних воріт, вхід іонів Na+ в клітину при цьому припиняється. Подразник змінює не тільки стан натрієвих каналів, але й стан калієвих каналів, вони також активуються, тобто відкривається додаткова кількість калієвих каналів. Але у часі цей процес розвивається значно повільніше, ніж натрієва активація.
Внаслідок різної швидкості розвитку у часі натрієвої та калієвої активації під впливом подразника, розвиток натрієвої інактивації супроводжується розвитком калієвої активації. Тому, коли іони Na+ перестають входити в клітину, вихід іонів К+ з неї збільшується. Саме це призводить до відновлення вихідного рівня мембранного потенціалу – фаза реполяризації.
Фізіологічна роль ПД – полягає в тому, що він забезпечує збудження клітини та передачу цього збудження на інші клітини, а також підтримку чи активацію у збудливих клітинах специфічних функцій.
