Распространение нервного импульса

Распространяющийся нервный импульс обеспечивает передачу информации от периферических рецепторных окончаний к нервным центрам, а от них к эффекторам. В мышечных клетках распространяющийся нервный импульс оказывает пусковое влияние на процессы, активизирующие сократительный аппарат.

Проведение потенциала действия по нерву можно сравнить с распространением пламени по бикфордову шнуру: в обоих случаях импульс возникает при пороговом запале, распространение идёт с определённой скоростью без затухания, передаваясь от возбуждённого (горящего) участка к соседнему невозбуждённому (негорящему).

В основе объяснения этого механизма лежит теория местных токов, впервые предложенная немецким физиологом Л.Германом (1879), а затем теоретически обоснованная и экспериментально подтверждённая работами А.Ходжкина (1937).

Согласно этой теории возникший в точке раздражения потенциал действия является не только показателем состояния возбуждения данного участка, но и источником раздражения соседнего невозбуждённого участка волокна. Это происходит вследствие возникновения круговых, или местных, токов между возбуждённым (т.е. отрицательно заряжённым) и соседним (положительно заряжённым) участками мембраны.

В результате местного электрохимического сдвига ионной проницаемости мембраны возникает её деполяризация и достигается критический пороговый потенциал, переходящий в потенциал действия. В зоне, первоначально возбуждённой, в это время восстанавливается потенциал покоя. Затем потенциал действия возникает на следующем участке волокна и т.д. Поэтому волна возбуждения проходит вдоль волокна, не затухая и не поворачивая назад, ибо на соседнем пройденном участке находится рефрактерная зона.

Таким образом, распространение (проведение) возбуждения заключается в последовательном возникновении и исчезновении потенциалов действия на протяжении нервного или мышечного волокна.

Такое непрерывное (без декремента) поведение импульсов характерно для мышечного волокна и безмякотных, безмиелиновых нервных волокон, имеющих только шванновскую оболочку. Таких волокон в нервной системе меньшинство.

Следовательно, возбуждение в миелинизированных нервных волокнах распространяется скачкообразно, сальтаторно (лат. salto – скачу, прыгаю). При этом пассивное электротоническое распространение тока по миелинизированным участкам волокна сочетается с периодическим усилением импульса в перехватах.

Прерывистый механизм передачи импульсов по волокну имеет преимущество перед непрерывным, т.к. обеспечивает большую скорость проведения, меньший расход энергии и повышенную надёжность.

Скорость проведения импульса в нервных волокнах определяется их гистологическим строением и диаметром. В миелинизированных нервных волокнах она составляет 30 – 120 м/с (выше в более толстых волокнах), в безмякотных нервных волокнах – 0,5 – 3 м/с, в скелетных мышечных волокнах – до 5 м/с.

Волокна, входящие в состав однотипных или смешанных нервов, проводят возбуждение изолированно.Это значит, что импульсы, распространяющиеся по одним волокнам, не переходят на другие и адресуются лишь к тем клеткам, с которыми контактируют окончания данного нервного волокна.