Darbības potenciāls

Sinonīmi

Nervu impulss, ierosmes potenciāls, smaile, ierosmes vilnis, darbības potenciāls, elektriskā ierosme

definīcija

Darbības potenciāls ir īsas izmaiņas šūnas membrānas potenciālā, salīdzinot ar tās miera potenciālu. To lieto elektriskās ierosmes pārraidei, un tāpēc tas ir elementārs stimulu pārnešanai.

fizioloģija

Lai saprastu darbības potenciālu, vispirms ir jāaplūko Atpūtas potenciāls uzzināt par šūnu. Katrai ierosināmai šūnai miera stāvoklī ir viena. To izveido Atšķirība atbildībā starp iekšpusi un ārpusi Šūnu membrānu un tas ir atkarīgs no attiecīgās šūnas, cik augsts tas ir. Parasti vērtības svārstās starp -50 mV un -100 mV. Lielākajai daļai nervu šūnu ir potenciāls atpūsties -70mV, kas nozīmē, ka miera stāvoklī šūnas membrānas iekšpuse ir negatīvi uzlādēta, salīdzinot ar šūnas membrānas ārpusi. Tagad mēs aplūkosim darbības potenciāla attīstību, izmantojot nervu šūnu. Šeit darbības potenciāls izraisa ātru Uzbudinājuma vadīšana ķermenī lielos attālumos.

Sākuma stāvoklis

Šūnai ir membrānas potenciāls atpūtai, ko uztur nātrija-kālija sūknis.

Uzsākšanas posms

Stimula izraisīta ierosme sasniedz šūnu. Šūnas iekšpuse kļūst pozitīvāka ieplūstošo nātrija jonu dēļ. Ja tiek pārsniegta noteikta robežvērtība (nervu šūnu gadījumā aptuveni - 50 mV), tiek iedarbināts darbības potenciāls. Tas darbojas pēc principa “viss vai nekas”. Tas nozīmē, ka nav tāda jēdziena kā „mazs rīcības potenciāls”, vai nu tas rodas, vai nē. Darbības potenciāla forma vienmēr ir vienāda pēc sliekšņa vērtības pārsniegšanas, neatkarīgi no stimula stipruma.

Depolarizācija

Ja sliekšņa vērtība tiek pārsniegta, daudzi nātrija kanāli uz šūnu membrānas atveras vienā rāvienā un daudzi nātrija joni uzreiz ieplūst šūnas iekšpusē no ārpuses. Šūna iekšpusē kļūst pozitīva ar aptuveni +20 līdz + 30 mV. Šis notikums ir pazīstams arī kā "izplatīšanās" vai "pārsniegšana".

Repolarizācija

Pēc izplatīšanās maksimuma sasniegšanas nātrija kanāli atkal sāk aizvērt. Šim nolūkam tiek atvērti kālija kanāli, ar kuriem pozitīvi uzlādēti kālija joni izplūst no šūnas, un šūnas iekšpuse atkal kļūst negatīvāka.

Hiperpolarizācija

Repolarizācijas rezultātā atpūtas potenciāls parasti sākumā netiek sasniegts un var sasniegt vērtības līdz - 90 mV, piemēram, nervu šūnas gadījumā, kuras atpūtas potenciāls ir -70 mV. To sauc arī par hiperpolarizējošu postpotenciālu. Tas rodas no tā, ka kālija kanāli aizveras lēnāk un tādējādi no šūnas izplūst pozitīvāk uzlādēti kālija joni.

Pēc tam sākotnējo attiecību atjauno nātrija-kālija sūknis, kas izmanto enerģiju, lai no šūnas transportētu trīs nātrija jonus, bet pretī - divus kālija jonus šūnā.

Darbības potenciālam ir svarīga arī tā dēvētā ugunsizturīgā fāze. Tas rodas no tā, ka nātrija kanāli ir īsu laiku neaktīvi pēc darbības potenciāla iedarbināšanas. Tādējādi “absolūtā ugunsizturīgā periodā” vairs nevar iedarbināt turpmāku darbības potenciālu, un “relatīvā ugunsizturīgā periodā” turpmāku darbības potenciālu var iedarbināt tikai ierobežotā mērā.

Darbības potenciāls nervu šūnās ilgst apmēram 1-2 milisekundes. Sirds muskuļa šūnā tas var būt pat vairāki simti milisekundes.

Darbības potenciāls sirdī

Elektriskās stimulācijas pamats sirdī ir tā saucamais darbības potenciāls.Tas pārstāv bioloģiski ierobežotas elektriskā sprieguma izmaiņas visā šūnu membrānā, kas beidzas ar muskuļu darbību, šajā gadījumā sirdsdarbību. Ilgums ir aptuveni 200 līdz 400 milisekundes atkarībā no attiecīgā sirdsdarbības ātruma, t.i., sirdsdarbību skaita minūtē, tas ir, Darbības potenciāls sirdī ilgāk nekā skeleta muskuļiem vai nervu šūnām. Tas aizsargā sirdi no pārmērīgas uzbudināšanas.

Sākot ar noteiktu atpūtas potenciālu, pamata spriegumu, kas ir aptuveni mīnus 90 milivolti, kas tiek piemērots šūnu membrānām, darbības potenciāls iet caur sirdi četras uzbudinājuma veidošanās fāzes. Dažādi jonu kanāli darbojas kopā, lai mainītu elektrisko spriegumu šūnu ārpusē. Tie galvenokārt ir transporta olbaltumvielas, kas atrodas šūnu ādā un transportē dažādas ļoti mazas lādētas daļiņas pa membrānu. Tas padarīs mainās elektriskais spriegums šūnā un tādējādi veidoja sirdsdarbības potenciālu.

Iekš pirmā fāze, tā saukto Depolarizācijas fāze, palielinās spēja transportēt pozitīvi lādētas nātrija daļiņas. Tie tagad ieplūst šūnu iekšienē un noved pie viena Spriedzes palielināšanās no aptuveni mīnus 90 milivoltiem līdz plus 30 milivoltiem.

Pārvietojot elektrisko lādiņu pozitīvā diapazonā, tie kļūst specifiski Kalcija kanāli pie sirds atvērts. Tātad tas nāk uz vienu Kalcija daļiņu ieplūde sirds šūnās. Šie otrā fāze ir ilgstošs, kas raksturīgs sirdij Plato fāze Tas ir tas, kur tiek uztverts uztraukums un, cita starpā, novērš papildu lieko darbības potenciālu iekļūšanu. Tas nodrošina kontrolētu sirds sūknēšanas spēju un aizsargā pret sirds aritmiju.

Iekš trešā fāze, Repolarizācijas fāze, elektriskais spriegums lēnām atgriežas mīnus 90 milivoltu atpūtas potenciāla virzienā. Enerģiju patērējoša procesa dēļ pretēji koncentrācijas gradientam virs šūnas ieplūde kļūst aktīva Nātrija daļiņas atgriežas ārpusē un izplūda Kālija daļas atkal nonāk šūnā transportēts. Un tas līdz brīdim, kad sākotnējais atpūtas potenciāls atkal ir izlīdzinājies. Šūna tagad ir gatava jaunam darbības potenciālam.

Darbības potenciāls sinusa mezglā

Darbības potenciāla ierosmes izcelsme sirdī slēpjas t.s. Sinusa mezgls. Tas atrodas labajā auseklī netālu no augšējās dobās vena saplūšanas, kas asinis no augšējās sistēmiskās cirkulācijas pārnes uz sirdi.

Sinusa mezgls sastāv no modificētas muskuļu šūnaskas rada uzbudināšanai nepieciešamos darbības potenciālus. Tādējādi tie veido dabisko Mūsu sirds elektrokardiostimulators. Tās ir ātri uzbudināmas šūnas, kuru dabiskā frekvence ir no 60 līdz 80 sitieniem minūtē. Šo dabisko frekvenci var reģistrēt impulsa formā.

No turienes iegūtais darbības potenciāls iziet cauri noteiktām anatomiskām struktūrām, lai izraisītu sirdsdarbības muskuļu kontrakciju, sirdsdarbību. Sitienu skaitu minūtē var pielāgot cilvēka slodzei. The Simpātisks, autonomā nervu sistēma, kas ir īpaši svarīga, palielinoties slogs tiek aktivizēts, noved pie ienākošo darbības potenciāla palielināšanās.
Vai pretēji, t.s. Parasimpātiskā nervu sistēma aktivizēts, it īpaši Atpūtas periodi ķermeņa lomu spēlē, darbības potenciāla skaits pret sirdi ir ierobežots. Sirdsdarbība palēninās. Arī Medikamenti un ķermeņa paša Hormoni, tāpat kā adrenalīns, ietekmē šo sistēmu.