[an error occurred while processing the directive]

Измерение мембранного потенциала

Метод измерения мембранного потенциала теоретически прост, однако его осуществление на практике часто бывает сложным из-за малого размера большинства волокон. На рис. 5-2 показана маленькая пипетка, заполненная раствором электролита. Клеточную мембрану прокалывают насквозь пипеткой и вводят ее внутрь волокна. Другой электрод, называемый индифферентным, располагают во внеклеточной жидкости, и с помощью соответствующего вольтметра измеряют разность потенциалов между внутренней и наружной сторонами мембраны. Вольтметр представляет собой весьма сложное электронное устройство, которое позволяет измерять очень малые напряжения, несмотря на чрезвычайно высокое сопротивление электрическому току кончика микропипетки, диаметр которого — менее 1 мкм, а сопротивление — более 1 млн Ом. Для регистрации быстрых изменений мембранного потенциала при передаче нервных импульсов микроэлектрод соединяют с осциллоскопом.
Нижняя часть рис. 5-3 демонстрирует величину электрического потенциала, измеряемого в любой точке внутри нервного волокна или у его мембраны (на рисунке слева направо). Пока электрод находится снаружи мембраны нервного во локна, регистрируется нулевой потенциал, соответствующий потенциалу внеклеточной жидкости. Затем при прохождении регистрирующего электрода через зону изменения напряжения на клеточной мембране (так называемый электрический дипольиый слой) потенциал резко снижается до -90 мВ. Во время движения электрода через центр волокна величина потенциала остается на постоянном уровне -90 мВ, однако возвращается к нулю в момент прохождения электрода через мембрану на противоположную сторону волокна.
Чтобы зарядить мембрану отрицательно изнутри, нужно транспортировать наружу положительные ионы в количестве, достаточном лишь для развития электрического дипольного слоя на самой мембране. Все остальные ионы внутри нервного волокна могут быть и положительными, и отрицательными, как показано в верхней части рис. 5-3. Следовательно, для установления нормального потенциала покоя величиной в -90 мВ внутри нервного волокна через мембрану должно перейти очень небольшое число ионов, то есть около 1/3000000 — 1/100000000 общего числа положительных зарядов внутри волокна. Соответственно, перемещение столь же небольшого числа положительных ионов снаружи внутрь волокна может обеспечить изменение (реверсию) потенциала от —90 мВ до +35 мВ менее чем за 1/10000 сек. Такие быстрые перемещения ионов лежат в основе развития нервных сигналов, обсуждаемых далее в этой главе.



[an error occurred while processing the directive]
[an error occurred while processing the directive]
[an error occurred while processing the directive]
[an error occurred while processing the directive]