Метод внутриклеточной регистрации электрических явлении при возбуждении одиночного мышечного волокна
Для регистрации разности потенциалов между наружной и внутренней поверхностями клеточной мембраны при помощи внутриклеточного отведения мембрану клетки прокалывают стеклянным микроэлектродом, кончик которого виден только под микроскопом (рис.
1). Микроэлектрод соединен с аппаратом усилителя биопотенциалов, от которого усиленный сигнал передается на экран осциллографа.В момент прокола мембраны мышечной клетки в состоянии покоя (диастола) происходит падение луча осциллографа на величину, которая отображает разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями клеточной мембраны, имеющую отрицательную величину (в норме составляющую около 60 мв) и называемую трансмембранним потенциалом покоя или мембранным потенциалом (МП),
Рис. I.
Схема внутриклеточной регистрации поляризации наружной и внутренней поверхностей мембраны клетки. Клетка в состоянии покоя.
При возбуждении клетки изменяется проницаемость ее стенки по отношению к ионам, резко увеличивается проницаемость мембраны клетки для ионов Na', которые быстро устремляются внутрь клетки. При этом меняется заряд мембраны: внутренняя поверхность мембраны становится положительной, а наружная - отрицательной. Величина МП изменяется от -90 мв до +20 мв, т.е. происходит перезарядка мембраны - наружная поверхность мембраны становится электроотрицательной по отношению к внутренней (рис.2) (деполяризация). Перемещение ионов осуществляется по градиенту концентрации и идет без затраты энергии.
Далее уровень поляризации некоторое время за счет входящих в клетку ионов Ca2" поддерживается примерно на одном уровне, что графически регистрируется в виде так называемым плато. Входящий Ca2+осуществляет электро-механическое сопряжение, запуская механизм сокращения мышцы (систола).
Рис. 2.
Регистрация процесса возбуждения клетки при внутриклеточном отведении.
Восстановление имевшей место в состоянии покоя поляризации клеточной мембраны обеспечивается за счет включения энерго- зависимых насосов, выкачивающих ионы Na+H Ca2' из клетки. В результате наружная поверхность клеточной мембраны вновь оказывается заряженной положительно, а внутренняя поверхность - отрицательно (реполяризация).
Кривая изменения МП во время возбуждения получила название трансмембранного потенциала действия или потенциала действия
(ПД).
1.2.