Локальный потенциал (локальный ответ)

При раздражении возбудимой ткани не всегда возникает ПД. В частности, если сила раздражителя мала, деполяризация не достигнет критического уровня, естественно, не возникнет импульс­ное — распространяющееся возбуждение. В этом случае ответ ткани на раздражение будет носить форму локального потенциала. Локальными являются также возбуждающий постсинаптический, рецепторные и тормозный постсинаптический потенциалы. Величи­на локальных потенциалов весьма вариабель­на, она может достигать 10—40 мВ в зависи­мости от рода клеток и силы стимула. Свой­ства такого ответа существенно отличаются от импульсного (табл. 2).

Таблица 2. Сравнительная характеристика локального потенциала и ПД

Повышение возбудимости клетки во время локального потенциала объясняется тем, что клеточная мембрана оказывается частично деполяризованной. Если Е_кр оста­ется на постоянном уровне, для достижения критического уровня деполяризации во время локального потенциала нужен значи­тельно меньшей силы раздражитель. Ампли­туда ПД не зависит от силы раздражения, по­тому что он возникает вследствие регенера­тивного процесса.

Состояние проницаемости клеточной мембраны можно определить по скорости дви­жения ионов в клетку или из клетки согласно концентрационному градиенту, т.е. по прово­димости ионов Na⁺ и К⁺ (gNa и gK), но при условии, что влияние электрического гради­ента на движение ионов исключено или оно постоянное. Последнее условие выполняется с помощью методики фиксации напряжения (voltage-clamp) на постоянном уровне. Ток Na⁺ в клетку при деполяризации быстро на­растает и начинает падать уже через 0,5 мс. Ток К, напротив, нарастает медленно и при­ближается к максимальной величине к тому времени, когда ток Na⁺ возвращается к 0, причем выход К⁺ из клетки при всех уровнях деполяризации возникает с задержкой, воз­растает с увеличением деполяризации мембраны, достигает максимума примерно через 1,5 мс, после чего начинает падать и к 3 мс приближается к исходному уровню.

В обычных усло­виях мембранные токи при данных концент­рационных градиентах зависят не только от проницаемости клеточной мембраны, но и от мембранного потенциала, точнее от электри­ческого градиента. Ионные токи могут точно характеризовать изменения gNa и gK только при постоянном мембранном потенциале. В состоянии покоя соотношение констант проводимости ионов К⁺: Na⁺: Сl^- равно 1: 0,04: 0,45, а во время фазы деполяризации и восходящей части фазы инверсии ПД — 1: 20: 0,45.

Как видно, проницаемость мембра­ны для К⁺ и Сl^- во время фазы деполяриза­ции и восходящей фазы инверсии не изменя­ется. Это хорошо укладывается в общеприня­тые представления о механизме возникнове­ния ПД: Na⁺ движется в этот период внутрь клетки; затем проницаемость клеточной мембраны повышается для К⁺, что и определяет причину реполяризации — выход К⁺ из клет­ки. Проницаемость клеточной мембраны для ионов Сl^- во время развития потенциала дей­ствия не изменяется. Естественно, ион Сl^- в возникновении ПД участия не принимает.