ПП – это разность потенциалов м-ду внутренней и наружной поверхностью м-ны у кл-ки, которая находится в состоянии физиологического покоя. При этом наружная сторона заряжена «+», внутренняя – «-». Величина ПП может быть в пределах 30-90мВ. Для обозначения величины отрицательного заряда мембраны применяют символ Е₀. В механизме возникновения ПП ведущая роль принадлежит следующим факторам:

1. Наличие разности концентраций (градиентов) ионов K⁺ и Na⁺ м-ду внутриклеточной и внеклеточной средой. Градиент по содержанию Na⁺ в разных кл-ках – от 10 до 15. Еще большая величина градиента K⁺ – от 30 до 40. Содержание ионов хлора и кальция снаружи клеток больше, чем внутри. Градиент по хлору у разных кл-ток может значительно различаться, составляя от 12 до 30. Градиент по кальцию может достигать 10000.

2. Различная проницаемость клеточных м-н для минеральных ионов. Если нейрон находится в состоянии физиологического покоя, то соотношение проницаемости его мембраны для ионов K⁺, Na⁺, Cl^- можно отразить след. пропорцией: п K⁺ : п Na⁺ : п Cl^- = 1:0,04:0,45. В покое проницаемость м-ны для калия больше, чем дя натрия, в 25 раз и больше, чем для хлора, приблиз. в 2 раза.

Из-за большой концентрации K⁺ в кл-ке и относительно высокой проницаемости для него клеточной м-ны калий выходит и выносит с собой положительный электрический заряд. Отрицательно заряженные ионы не могут пройти через м-ну и остаются в кл-ке. Таким образом, на кл-ой м-не формируется разность потенциалов с отрицательным зарядом внутри кл-ки и положительным снаружи.

3. Работа натрий-калиевого насоса, которая вносит вклад в создание ПП. Этот встроенный в м-ну белок называют Na⁺, K⁺ АТФазой. Расщепляя 1 молекулу АТФ, этот насос переносит 3 иона натрия из кл-ки наружу и 2 иона калия снаружи внутрь. На 2 положительных заряда, поступающих в кл-ку, выносится 3 положительных заряда из кл-ки. Этот насос косвенно способствует поляризации м-ны, создавая высокую концентрацию калия в кл-ке.

ПД – это быстрое, высокоамплитудное изменение заряда м-ны, вызываемое действием достаточно сильных (сверхпороговых) раздражителей, распрост-ся от тела клетки по аксону к нервным окончаниям. Скорость распрост-ия 120 м/с. Характерным признаком наличия ПД служит появление кратковременной инверсии (перемены) знака заряда на м-не. Снаружи он на короткое время (0,5-2мс) становится «­-». Величина инверсии может составлять до 30мВ, а величина всего ПД – 60-130мВ. Потенциал действия запускается образованием Nа⁺-каналов, связанных с рецепторами нейромедиаторов (канал обеспечивает облегчённая диффузия). Эти каналы создают пороговый потенциал, равный приблизительно 10 мВ. Преодоление порогового потенциала открывает потенциалчуствительные Nа⁺- каналы, через которые внутрь аксона устремляется Nа⁺. Потенциал +20 мВ – это максимальный положительный потенциал, возникающий на аксоне – он называется потенциал действия. Однако натриевые каналы остаются открытыми не более 1-2мс. Через такое время от момента начала ПД закрываются инактивационные ворота и натриевые каналы становятся непроходимыми для Na⁺. Поэтому поток Na⁺ внутрь кл-ки резко ограничивается, а поток ионов калия из кл-ки наружу возрастает из-за открытия калиевых каналов. Поток K⁺ удаляет из кл-ки избыток «+» зарядов и м-на быстро реполяризуется – на ее внутренней стороне восстанавливается «-» заряд.

Если на кл-ку действует сверхпороговый раздражитель, то величина локального потенциала достигает уровня Е_к и возникает ПД. В этот момент возбудимость кл-ки мгновенно падает до нулевого уровня. Начинается фаза абсолютной рефрактерности (невозбудимости). Эта фаза длится до начала реполяризации. После начала реполяризации возбудимость кл-ки начинает возрастать, но остается пониженной относительно уровня нормы – фаза относительной рефрактерности. Во время следовой отрицательной возбудимость кл-ки повышена – фаза супернормальной возбудимости (экзальтации), а во время следовой положительности – понижена (фаза субнормальной возбудимости).