Основная функция нервного волокна – проводить возбуждение. При раздражении осевого цилиндра в месте воздействия открываются натриевые каналы, что приводит к возникновению потенциала действия. Во время потенциала действия происходит перезарядка мембраны, то есть наружная поверхность мембраны на возбуждённом участке становится заряженной отрицательно, а внутренняя – положительно. Соседний участок находится в состоянии покоя, и мембрана там заряжена противоположно по отношению к возбуждённому участку.
Вследствие этого между возбуждённым и невозбуждённым участком возникает разность потенциалов. Это приводит к появлению локальных токов между этими двумя участками. Вдоль внутренней поверхности мембраны положительные ионы движутся от возбуждённого участка к невозбуждённому, а около наружной поверхности – в противоположном направлении. Как следствие, на невозбуждённом участке трансмембранный потенциал уменьшается, то есть происходит деполяризация. Уменьшение заряда мембраны вызывает открытие натриевых каналов на невозбуждённом участке мембраны, и, как следствие, там возникает потенциал действия. В это время на предыдущем участке мембраны происходит реполяризация. Затем описанные процессы происходит на следующем участке.
Итак, в процессе распространения нервного импульса можно выделить следующие этапы:
- действие раздражителя на мембрану нервного волокна;
- открытие натриевых каналов;
- возникновение возбуждения, смена знака мембраны на противоположный;
- возникновение разности зарядов и локальных токов между возбуждённым мембраны и невозбуждённым участком мембраны (или перехватом Ранвье);
- деполяризация мембраны на невозбуждённом соседнем участке
- возникновение потенциала действия на соседнем участке мембраны (следующим перехватом Ранвье);
- восстановление заряда на исходно возбуждённом участке.
Из-за особенностей проведения возбуждения скорость распространения импульса намного выше в миелиновых волокнах (3 – 120 м/с) по сравнению с безмиелиновыми (0,5 – 3 м/с). При этом, чем больше диаметр волокна, тем выше скорость проведения возбуждения.