Потенциал действия

При нанесении раздражения происходит деполяризация мембраны, т.е.

наружная сторона мембраны заряжена положительно, а внутренняя –

отрицательно. Такое распределение зарядов, по сравнению с потенциалом

покоя, обусловлено перераспределением ионов натрия, калия, хлора. При

деполяризации натриевые и калиевые каналы открыты, и эти катионы

устремляются по градиенту концентрации, т.е. натрий перемещается внутрь

клетки, а калий – наружу, однако вход катионов натрия в клетку во много раз

превышает выход катионов натрия из клетки. Это приводит к тому, что на

внутренней поверхности мембраны накапливаются положительные заряды, а на

наружной – отрицательные заряды. Такое перераспределение зарядов называется

деполяризацией.

В этом состоянии клеточная мембрана существует недолго (0,1-5 м.с.).

Для того, чтобы клетка опять стала способной к возбуждению, её мембрана

должна реполяризироваться, т.е. вернуться в состояние потенциала покоя. Для

возвращения клетки к мембранному потенциалу, необходимо «откачать» катионы

натрия и калия против градиента концентрации. Для выполнения такой работы

необходима энергия, которая концентрируется в АТФ. Такую работу выполняет

натриево-каливый насос. Перемещение ионов натрия и калия обеспечивается

специальными ферментами, которые активируются с помощью энергии АТФ (рис.).

Фермент х способен к катионом калия, калия при этом образует комплекс Kx,

который распадается и «продвигает» катионы калия внутрь клетки. Фермент x

снова активируется, при этом меняется его конформация (структура) и он

приобретает сродство с ионом натрия. Связанный с ионом натрия, фермент

«выталкивается» за пределы клетки, таким образом, натриево-каливый насос

восстанавливает исходное состояние концентрации катионов натрия и калия,

т.е. восстанавливается мембранный потенциал.