Такое перемещение ионов приводит к уменьшению величины мембранного потенциала в точке покоя (В). Когда мембранный потенциал достигает КУД'а, в точке (В) "срабатывает" потенциал действия. А эго и означает, что возбуждение переместилось (продвинулось) из точки (А) в точку (В). И весь процесс начинается снова, теперь уже от точки В к точке С. И так далее...
Таким образом, потенциал действия "распространяется" вдоль мембраны любой клетки, в том числе и по нервному волокну. Поскольку за одно "срабатывание" потенциала действия в рассмотренном случае делается очень небольшой "шажок" возбуждения вдоль мембраны, то скорость проведения возбуждения механизмом "локальных токов" относительно невелика - несколько метров в секунду.
Однако у высших животных и человека скорость проведения возбуждения может превышать 100 м/с. Это достигается увеличением "шага" при передаче возбуждения вдоль мембраны нервного волокна.
Оказывается, соответствующие волокна имеют изолирующее (миелиновое) покрытие, которое отсутствует в некоторых точках вдоль мембраны волокна, называемых перехватами Ранвье . Поляризация такой мембраны возможна только в перехватах Ранвье, что и увеличивает ''шаг" при передаче возбуждения. И в этом случае также возникают локальные токи, передающие возбуждение от перехвата к перехвату, но происходит это скачками. Или, как говорят в физиологии, "локальные токи замыкаются через перехваты Ранвье". Такой механизм проведения возбуждения называется сальтаторным.
.Работа электрического поля и разность потенциалов. Электрическое поле, перемещая заряды посредством силы (F=qE), может совершать работу и изменять их энергию. Эта работа характеризуется разностью потенциалов (∆φ), которая определяется формулой: А=-q∆φ, где А - работа по перемещению заряда q в электрическом поле между точками с разностью потенциалов ∆φ. Единица измерения разности потенциалов - вольт (В). Часто вместо разности потенциалов используется эквивалентная величина U-электрическое напряжение, которое связано с разностью потенциалов: U=-∆φ.
Поскольку работа силы F на пути d равна А=Fd, то для электрической силы получается: А=(q E)d, и с учетом (А = -q∆φ) имеем: -∆φ=Ed, где ∆φ - разность потенциалов в электрическом поле с напряженностью Е между точками на расстоянии d. Совершая работу над зарядом, электрическое поле изменяет его кинетическую энергию: -q∆φ=mv22/2-mv12/2,где q и m - заряд и масса частицы, v - ее скорость.
Биологические мембраны являются диэлектриками, но окружены проводящими жидкостями. Поэтому мембрана проявляет свойства конденсатора и имеет определенную электрическую емкость.
Конденсатор - это электрическая система из двух проводников, разделенных диэлектриком.
В случае плоского конденсатора напряженность электрического поля равна: E=q/εε0S,где q- положительный заряд на конденсаторе, S - площадь одной из его пластин; ε -диэлектрическая проницаемость среды между пластинами; ε 0- электрическая постоянная. А напряжение между пластинами плоского конденсатора связано с напряженностью электрического поля по формуле:
U=Еd, где d - расстояние между его пластинами.
Свойство конденсатора накапливать заряд характеризуется электрической емкостью, которая, по определению, равна:C = q/U, где q - положительный заряд конденсатора, U - напряжение между его пластинами. Единица измерения емкости - фарада (Ф). Из формул (E=q/εε0S) и (U=Еd) следует, что емкость плоского конденсатора равна: C = εε0S/d, где ε - диэлектрическая проницаемость среды между его пластинами, S - площадь одной пластины, d - расстояние между пластинами.
Для разделения зарядов в конденсаторе требуется работа электрического поля. Поэтому в заряженном конденсаторе запасена электрическая энергия, которая равна: EЭ=СU2/2.
Уравнение Нернста. Согласно уравнению Нернста, разность потенциалов на границе двух растворов с ионами равна: ∆φ = (RT/Fn) ln(N2/N1), где R - газовая постоянная, Т - абсолютная температура, F - постоянная Фарадея; n - валентность ионов, n1 и N2 - концентрации ионов в растворах.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.