0176

wą (20-40 mV), pojawia się potencjał czynnościowy. Bezwzględna wartość ujemnego potencjału wnętrza komórki gwałtownie spada do zera — błona ulega depolaryzacji, po czym przepolaryzowuje się na znak dodatni, żeby po osiągnięciu wartości maksymalnej (około 440 mV) szybko opaść nawet poniżej wartości spoczynkowej i dopiero wrócić do wartości wyjściowej. Cały przebieg potencjału czynnościowego dla komórki nerwowej jest rzędu kilku milisekund (ryc. 10.2), dla komórki mięśnia szkieletowego rzędu kilkudziesięciu, a sercowego nawet kilkuset milisekund.

Gwałtowna zmiana potencjału przy pobudzeniu komórki nerwowej jest wynikiem szybkiego wzrostu przepuszczalności błony dla kationów, w pierwszym rzędzie sodu, a następnie podobnie szybkiego zmniejszenia tej przepuszczalności.

W pierwszej fazie jony sodu gwałtownie dyfundują do wnętrza komórki, neutralizując jej potencjał ujemny, a następnie zmieniają ten potencjał na dodatni względem płynu międzykomórkowego, na skutek wytworzenia własnego potencjału dyfuzyjnego. Mniej więcej od chwili osiągnięcia maksimum potencjału dodatniego błony komórkowej zaczyna się zmniejszać jej przepuszczalność dla jonów Na⁺; natomiast w międzyczasie wzrasta także przepuszczalność dla jonów K⁺ (ryc. 10.3). Dla włókna nerwowego kałamarnicy, podczas pobudzenia, stosunki przepuszczalności jonów odpowiadające wzorowi Goldmana spełniają warunki

Pk ■ /'nh : P_Ci=l ■■ M - 0,45

a więc przepuszczalność jonów sodu jest w błonie pobudzonej około 500 razy większa niż w stanic spoczynku (p.wzór 9.1), w tym samym stosunku zmienia się też przewodnictwo elektryczni. Poglądowo stan czynny można także przeanalizować na modelu ryc. 9.9. Po pobudzeniu gwałtownie zmniejsza się opór i?_Na, przeważa ładowanie kondensatora z ogniwa <f_Na, zmienia się znak naładowania kondensatora. Następnie opór i?_Na znowu rośnie, natomiast zmniejsza się R_K przyśpieszając przepolaryzowanie kondensatora na znak pierwotny. Po ustaleniu się przepuszczalności błony komórkowej na poziomie normalnym potencjał spoczynkowy stabilizuje się również na normalnym poziomie —90 mV.

Zmiany w stężeniu sodu i potasu w komórce na skutek pojedynczego procesu depolaryzacji są nieznaczne w porównaniu z całkowitymi stężeniami tych jonów. Zmiany te są wyrównywane po pewnym czasie dzięki stale działającemu mechanizmowi pompy jonowej.

Mechanizm zmian w przepuszczalności błony komórki nerwowej nie jest wyjaśniony. Hipotezy usiłujące tłumaczyć to zjawisko uwzględniają następujące fakty:

Ryc. 10.3. Zmiana przewodnictwa właściwego — elektrycznego g błony komórki nerwowej dla jonów sodu j?Na-> jonów potasu — £k+ ^oraz zmiana potencjału V w czasie pobudzania komórki.

183