Tegevuspotentsiaal

Sünonüümid

Närvimpulss, erutuspotentsiaal, teravik, erutuslaine, tegevuspotentsiaal, elektriline erutus

määratlus

Aktsioonipotentsiaal on raku membraanipotentsiaali lühike muutus puhkepotentsiaalist. See toimib elektrilise erutuse edastamiseks ja on seetõttu stiimulite edastamiseks elementaarne.

füsioloogia

Tegevuspotentsiaali mõistmiseks tuleb kõigepealt uurida Puhkepotentsiaal saavad rakust teada. Igal puhkeolekus erutuval rakul on üks. Selle on loonud Laengu erinevus sise - ja välisosa vahel Rakumembraan ja see sõltub vastavast lahtrist, kui kõrge see on. Väärtused kõiguvad reeglina vahemikus -50 mV kuni -100 mV. Enamikul närvirakkudel on puhkepotentsiaal -70mV, mis tähendab, et puhkeolekus on rakumembraani sisemus rakumembraani välisküljega võrreldes negatiivselt laetud. Vaatleme nüüd aktsioonipotentsiaali arengut närviraku abil. Siin põhjustab tegevuspotentsiaal kiiret Erutusjuhtivus kehas pikkade vahemaade tagant.

Lähteasend

Rakul on puhkemembraani potentsiaal, mida hoiab naatriumi-kaaliumi pump.

Algatapp

Ergutusest tingitud erutus jõuab rakku. Raku sisemus muutub sissetulevate naatriumioonide tõttu positiivsemaks. Teatud läviväärtuse ületamisel (närvirakkude korral umbes - 50 mV) käivitatakse aktsioonipotentsiaal. See toimib vastavalt põhimõttele “kõik või mitte midagi”. See tähendab, et sellist asja nagu "väike tegutsemispotentsiaal" pole, kas see tekib või puudub. Pärast läviväärtuse ületamist on aktsioonipotentsiaali kuju alati ühtlane, sõltumata stiimuli tugevusest.

Depolarisatsioon

Künnisväärtuse ületamisel avanevad paljud rakumembraanil olevad naatriumikanalid ühe hooga ja paljud naatriumioonid voolavad korraga väljast raku sisemusse. Rakk muutub seest positiivseks kuni umbes +20 kuni + 30 mV. Seda sündmust nimetatakse ka levikuks või ületamiseks.

Repolarisatsioon

Pärast leviku maksimumi saavutamist hakkavad naatriumikanalid uuesti sulguma. Selleks avanevad kaaliumikanalid, mille abil positiivselt laetud kaaliumioonid voolavad rakust välja ja raku sisemus muutub taas negatiivsemaks.

Hüperpolarisatsioon

Repolarisatsiooni tagajärjel puhkepotentsiaali tavaliselt ei saavutata ja see võib ulatuda väärtuseni kuni -90 mV, näiteks närvirakus puhkepotentsiaaliga -70 mV. Seda nimetatakse ka hüperpolariseerivaks postpotentsiaaliks. See tuleneb asjaolust, et kaaliumikanalid sulguvad aeglasemalt ja seega voolavad rakust välja positiivsemalt laetud kaaliumioonid.

Algse suhte taastatakse seejärel naatrium-kaaliumipumba abil, mis kasutab energiat kolme naatriumiooni ioonist välja viimiseks ja vastutasuks kahe kaaliumiooni ioonide viimiseks rakku.

Aktsioonipotentsiaali jaoks on oluline ka nn tulekindel etapp. See tuleneb asjaolust, et naatriumikanalid on pärast aktsioonipotentsiaali käivitumist lühikest aega passiivsed. Seega ei saa "absoluutse tulekindla perioodi" jooksul käivitada täiendavat tegevuspotentsiaali ja "suhtelise tulekindla perioodi" jooksul saab edasise toimimispotentsiaali käivitada ainult piiratud määral.

Aktsioonipotentsiaal kestab närvirakkudes umbes 1-2 millisekundit. Südamelihase rakus võib see olla isegi mitusada millisekundit.

Tegevuspotentsiaal südames

Südame elektrilise stimulatsiooni alus on nn aktsioonipotentsiaal. See tähistab rakumembraani elektrilise pinge bioloogiliselt ajaliselt piiratud muutust, mis lõpeb lihaste, antud juhul südamelöögi toimel. Kestusega umbes 200 kuni 400 millisekundit sõltuvalt vastavast pulsisagedusest, s.o südamelöökide arvust minutis, see on Aktsiooni potentsiaal südamel kauem kui skeletilihaste või närvirakkude oma. See kaitseb südant liigse liigsuse eest.

Alates teatud puhkepotentsiaalist, umbes miinus 90 millivolti põhipingega, mis kantakse rakkude membraanidele, jookseb aktsioonipotentsiaal südame kaudu erutuse moodustumise neli faasi. Erinevad ioonikanalid töötavad koos, et muuta elektrilist pinget rakkude välisküljel. Need on enamasti transpordiproteiinid, mis asuvad rakkude nahas ja transpordivad mitmesuguseid väga väikeseid laetud osakesi üle nende membraani. See teeb raku elektripinge muutub ja moodustas seega südame aktsioonipotentsiaali.

in esimene etapp, niinimetatud Depolarisatsiooni faas, suureneb võime positiivselt laetud naatriumosakeste transportimiseks. Need voolavad nüüd lahtrite sisemusse ja viivad ühte Pinge suurenemine alates umbes miinus 90 millivolt kuni pluss 30 millivolt.

Elektrilaengu nihutamisel positiivsesse vahemikku muutuvad need spetsiifiliseks Kaltsiumikanalid südames avatud. Nii et tuleb üks Kaltsiumiosakeste sissevool südamerakkudesse. See teine ​​etapp tähistab südamele tüüpilist kauakestvat Platoo faas See on koht, kus põnevust kannab ja takistab muu hulgas täiendavate üleliigsete tegevuspotentsiaalide sisenemist. See tagab südame kontrollitud pumpamisvõime ja kaitseb südame rütmihäirete eest.

in kolmas etapp, selle Repolarisatsiooni faas, naaseb elektripinge aeglaselt puhkepotentsiaalini miinus 90 millivolt. Vastupidiselt raku kohal olevale kontsentratsioonigradiendile energiatarbimisprotsessis muutub sissevool aktiivseks Naatriumiosakesed tagasi väljapoole ja väljus Kaaliumiosad tagasi rakku veetud. Ja seda seni, kuni algne puhkepotentsiaal on taas tasandatud. Lahter on nüüd uueks tegevuspotentsiaaliks valmis.

Aktsioonipotentsiaal siinussõlmes

Keskmes oleva aktsioonipotentsiaali ergastav lähtepunkt peitub nn Sinussõlm. See asub paremas aurikul kõrgema veena cava ühinemiskoha lähedal, mis transpordib verd ülakehast südamesse.

Siinussõlm koosneb modifitseeritud lihasrakudmis loovad erutumiseks vajalikud tegevuspotentsiaalid. Seega moodustavad nad loodusliku Meie südame stimulaator. Need on kiiresti erutuvad rakud, mille loomulik sagedus on umbes 60–80 lööki minutis. Selle loodusliku sageduse saab registreerida impulsi vormis.

Sealt edasi kulgeb tekkiv aktsioonipotentsiaal teatud anatoomiliste struktuuride kaudu, et viia südame töötavatesse lihastesse kokkutõmbumine ehk südametöö. Lööke võib minutis kohandada vastavalt inimese koormusele. Selle Sümpaatne, autonoomne närvisüsteem, mis on eriti oluline suurenedes koorem on aktiveeritud, põhjustab sissetulevate tegevuspotentsiaalide suurenemist.
Kas vastupidine, nn Parasümpaatiline närvisüsteem aktiveeritud, eriti sisse lülitatud Puhkeperioodid keha roll mängib täielikku südame potentsiaalsete potentsiaalide arvu. Südame löögisagedus aeglustub. Ka Ravimid ja keha oma Hormoonidnagu adrenaliin, mõjutavad seda süsteemi.