Veiksmo potencialas

Sinonimai

Nervų impulsas, sužadinimo potencialas, smaigalys, sužadinimo banga, veikimo potencialas, elektrinis sužadinimas

apibrėžimas

Veiksmo potencialas yra trumpas ląstelės membranos potencialo pakeitimas, palyginti su jo ramybės potencialu. Jis skirtas perduoti elektrinį sužadinimą, todėl yra pagrindinis dirgikliams perduoti.

fiziologija

Norint suprasti veiksmo potencialą, pirmiausia reikia pažvelgti į Poilsio potencialas suprask ląstelę. Kiekviena jaudinančioji ląstelė ramybės būsenoje turi vieną. Jį sukūrė Skirtumas krūvio tarp vidinės ir išorinės Ląstelės membrana ir tai priklauso nuo atitinkamos ląstelės, kokia ji aukšta. Paprastai vertės svyruoja nuo -50 mV iki -100 mV. Daugumos nervų ląstelių ramybės potencialas yra –70mV, tai reiškia, kad ramybės būsenoje ląstelės membrana yra neigiamai įkrauta, palyginti su ląstelės membranos išorine dalimi. Dabar mes žiūrime į veikimo potencialo vystymąsi naudojant nervinę ląstelę. Čia veiksmo potencialas sukelia greitą Žadinimo laidumas kūne dideliais atstumais.

Pradinė padėtis

Ląstelė turi ramybės membranos potencialą, kurį palaiko natrio-kalio pompa.

Pradėjimo fazė

Sužadinimas, sukeltas stimulo, pasiekia ląstelę. Ląstelės vidus tampa pozityvesnis dėl įtekančio natrio jonų. Viršijus tam tikrą slenkstinę vertę (nervų ląstelių apytiksliai - 50mV), sužadinamas veikimo potencialas. Tai veikia pagal principą „viskas arba nieko“. Tai reiškia, kad nėra tokio dalyko kaip „mažas veiksmų potencialas“, arba jis atsiranda, arba jo nėra. Viršijus slenkstinę vertę, veikimo potencialo forma visada yra vienoda, nepriklausomai nuo stimulo stiprumo.

Depolarizacija

Viršijus slenkstinę vertę, daugybė natrio kanalų ląstelės membranoje atsidaro vienu greičiu ir daugybė natrio jonų iš išorės įteka į ląstelės vidų iškart. Ląstelė tampa teigiama viduje esant maždaug +20 - + 30 mV. Šis įvykis taip pat žinomas kaip „plitimas“ arba „perviršis“.

Repoliarizacija

Pasiekus maksimalų pasiskirstymą, natrio kanalai vėl pradeda užsidaryti. Tam atidaromi kalio kanalai, iš kurių iš ląstelės išteka teigiamai įkrauti kalio jonai, o ląstelės vidus vėl tampa neigiamas.

Hiperpoliarizacija

Dėl repoliarizacijos ramybės potencialas paprastai būna nepasiekiamas ir gali siekti iki –90 mV, pavyzdžiui, nervų ląstelėje, kurios poilsio potencialas –70 mV. Tai taip pat vadinama hiperpoliarizuojančiu postpotencialu. Tai atsiranda dėl to, kad kalio kanalai užsidaro lėčiau ir tokiu būdu iš ląstelės išteka daugiau teigiamai įkrautų kalio jonų.

Pradinį santykį atkuria natrio ir kalio pompa, kuri naudoja energiją trims natrio jonams iš ląstelės išvežti, o mainais - du kalio jonus.

Veiksmų potencialui taip pat svarbi vadinamoji ugniai atspari fazė. Tai atsiranda dėl to, kad natrio kanalai trumpą laiką yra neaktyvūs po to, kai sužadinamas veikimo potencialas. Taigi, „absoliutaus ugniai atsparaus periodo“ metu negali būti suaktyvintas joks papildomas veiksmų potencialas, o per „santykinį ugniai atsparų laikotarpį“ tolesnis veiksmų potencialas gali būti suaktyvintas tik ribotai.

Nervų ląstelėse veikimo potencialas trunka apie 1-2 milisekundės. Širdies raumens ląstelėje tai gali būti net keli šimtai milisekundžių.

Veiksmo potencialas širdyje

Elektrinės širdies stimuliacijos pagrindas yra vadinamasis veikimo potencialas. Tai parodo biologiškai ribotą laiko tarpą ląstelės membranos elektrinės įtampos pokytį, kuris baigiasi raumens, šiuo atveju, širdies plakimo, veiksmu. Trukmė yra maždaug nuo 200 iki 400 milisekundžių, atsižvelgiant į atitinkamą širdies ritmą, ty širdies dūžių skaičių per minutę, tai yra Veiksmas širdyje ilgesnis nei skeleto raumenų ar nervų ląstelių. Tai apsaugo širdį nuo persivalgymo.

Pradedant nuo tam tikro poilsio potencialo, kurio pagrindinė įtampa yra maždaug minus 90 milivoltų, kuri taikoma ląstelių membranoms, veikimo potencialas teka per širdį. keturios susijaudinimo formavimosi fazės. Skirtingi jonų kanalai kartu keičia elektrinę įtampą ląstelių išorėje. Tai daugiausia transportiniai baltymai, esantys ląstelių odoje ir per savo membraną pernešantys įvairias labai mažas įkrautas daleles. Tai padarys keičiasi elektrinė įtampa ląstelėje ir taip suformavo širdies veikimo potencialą.

Viduje pirmoji fazė, taip vadinamas Depolarizacijos fazėpadidėja galimybė transportuoti teigiamai įkrautas natrio daleles. Jie dabar patenka į ląstelių vidų ir veda į vieną Padidėja įtampa nuo maždaug nuo 90 milivoltų iki plius 30 milivoltų.

Elektros krūvį perkeldami į teigiamą diapazoną, jie tampa specifiški Kalcio kanalai širdyje atviras. Taigi jis ateina į vieną Kalcio dalelių antplūdis į širdies ląsteles. Tai antroji fazė reiškia ilgalaikį, būdingą širdžiai Plato fazė Čia jaudulys perduodamas ir, be kita ko, neleidžia patekti į papildomą nereikalingą veiksmo potencialą. Tai užtikrina širdies kontroliuojamą siurbimo galią ir apsaugo nuo širdies aritmijos.

Viduje trečioji fazė, iš Repoliarizacijos fazė, elektros įtampa pamažu grįžta į poilsio minusą 90 milivoltų potencialą. Atliekant daug energijos sunaudojantį procesą, priešingai nei koncentracijos gradientas virš ląstelės, įtekėjimas tampa aktyvus Natrio dalelės atgal išorėje ir išsiskyrė Kalio dalys grįžta į ląstelę gabenamas. Ir taip, kol pradinis poilsio potencialas vėl išlygėjo. Ląstelė dabar yra pasirengusi naujam veiksmų potencialui.

Veiksmo potencialas sinusiniame mazge

Veiksmo potencialo sužadinimo priežastis širdyje slypi vadinamajame Sinusinis mazgas. Tai yra dešinėje ausinėje šalia aukštesniosios venos cavos santakos, kuri kraują iš viršutinės kūno dalies veža į širdį.

Sinusinį mazgą sudaro modifikuotos raumenų ląstelėskurie sukuria žadinimui būtinus veiksmų potencialus. Taigi jie sudaro natūralų Mūsų širdies stimuliatorius. Tai greitai sužadinamos ląstelės, kurių natūralus dažnis yra nuo 60 iki 80 dūžių per minutę. Šį natūralų dažnį galima užregistruoti kaip impulsą.

Iš to išplaukiantis veikimo potencialas pasireiškia per tam tikras anatomines struktūras, kad darbiniuose širdies raumenyse susitrauktų arba susitrauktų širdies plakimas. Mušimų per minutę skaičių galima pritaikyti atsižvelgiant į žmogaus apkrovą. Iš Užjaučiantis, autonominė nervų sistema, kuri ypač svarbi didėjant našta yra suaktyvinta, todėl padidėja gaunamų veiksmų potencialas.
Ar bus priešingai, vadinamasis Parasimpatinė nervų sistema aktyvuota, ypač Poilsio laikotarpiai Kai kūnas vaidina tam tikrą vaidmenį, sutrinka širdies veiksmų potencialas. Širdies plakimas sulėtėja. Taip pat Vaistas ir paties kūno Hormonai, kaip ir adrenalinas, veikia šią sistemą.