Нейроны как проводники электричества. Физиология синапсов — страница 2

  • Просмотров 279
  • Скачиваний 15
  • Размер файла 32
    Кб

достижения максимального значения) и уменьшение его амплитуды. Первая из этих величин определяется постоянной времени, вторая – постоянной длины. Из радиофизики известно, что постоянная времени электрической цепи имеющей емкость (С) и сопротивление R, определяется формулой τ=RC и измеряется в секундах. Из чего складывается сопротивление клеточной мембраны? В клетке существует три пути, по которым может течь ток в продольном

направлении по аксону а) аксоплазма б)внеклеточная жидкость в) сама мембрана Внеклеточная жидкость –электролит, ее сопротивление мало. Удельное сопротивление мембраны толщиной 100 ангстрем приближается к 1000-5000 ом×см, очень велико. Удельное сопротивление аксоплазмы невелико, 200 ом×см. Емкость мембран возбудимых клеток С близка к 1 мкф/см2, но не бывает больше 7 мкф/см2. Таким образом, τ может быть 0,1-7 мс. Постоянная времени

определяет скорость запаздывания развития потенциала до максимального значения и скорость запаздывания его затухания до фоновой величины. Градиент нарастания потенциала (заряд мембранного конденсатора) определяется экспоненциальным законом: V/V0=(1-e–t/ τ) Величина потенциала Vt в момент времени t меньше первоначального потенциала V0 на величину, определяемую выражением (1-e–t/ τ). Примем t=τ, тогда Vt/V0=(1-e–1)= 1-1/e=1-1/2.7=0.63 Или 63% от

первоначального. Разряд конденсатора мембраны тоже описывается экспоненциальной формулой: Vt/V0=e–t/ τ Примем t=τ, тогда Vt/V0=e–1=1/2,7=0,37 или 37% от максимального спустя время t. Если через мембрану клетки течет емкостной ток электротонического происхождения, за каждый отрезок времени, равный τ, постоянной времени, сигнал электротона увеличивается на 63 % от предыдущего при возрастании сигнала, или уменьшается до 37% от предыдущей

величины при его спаде. Ионный механизм этого явления может упрощенно быть описан таким образом. При введении в клетку положительных зарядов (деполяризация) ионы К+ начинают перемещаться по направлению к мембране, которая обладает емкостью, позволяющей эти заряды накапливать, но имеются открытые каналы утечки, пропускающие ионы и демпфирующие накопление заряда. Чтобы произошел реальный сдвиг заряда, должно пройти время.

Время нужно и для восстановления первоначальной величины заряда при разряде мембранного конденсатора. Это и есть τ. На какое расстояние может распространится электротонический потенциал по мембране нервного волокна? Пассивное распространение сигнала электротона определяется уравнением Ux=U0×e-x/λ, в котором мы снова видим экспоненциальную зависимость. Нетрудно произвести преобразования формулы для случая x= λ и убедится, что