Tegevuspotentsiaal

Sünonüümid

Närviimpulss, ergastuspotentsiaal, piik, ergutuslaine, tegevuspotentsiaal, elektriline ergastus

määratlus

Tegevuspotentsiaal on raku membraanipotentsiaali lühike muutus puhkepotentsiaalist. Seda kasutatakse elektrilise ergutuse edastamiseks ja seetõttu on see stiimulite edastamiseks elementaarne.

füsioloogia

Tegevuspotentsiaali mõistmiseks tuleb kõigepealt vaadata Puhkepotentsiaal rakust teadlikuks saama. Igal puhkeseisundis oleval erutataval rakul on üks. Selle on loonud Vastutuse erinevus sise - ja väliskülje vahel Rakumembraan ja see sõltub vastavast lahtrist, kui kõrge see on. Reeglina kõiguvad väärtused vahemikus -50 mV kuni -100 mV. Enamiku närvirakkude puhkepotentsiaal on -70mV, mis tähendab, et puhkeolekus on rakumembraani sisemus rakumembraani välisküljega võrreldes negatiivselt laetud. Nüüd vaatame närviraku abil tegevuspotentsiaali arengut. Siin põhjustavad tegevuspotentsiaalid kiire Ergutusjuhtivus kehas pikkade vahemaade tagant.

Lähteasend

Rakul on puhkemembraani potentsiaal, mida hoiab naatrium-kaaliumpump.

Algatamise etapp

Ergutus, mille käivitab stiimul, jõuab rakku. Raku sisemus muutub sissevoolavate naatriumioonide tõttu positiivsemaks. Teatud läviväärtuse ületamisel (närvirakkude puhul umbes - 50mV) käivitatakse aktsioonipotentsiaal. See töötab põhimõttel „kõik või mitte midagi“. See tähendab, et ei ole olemas sellist asja nagu "väike potentsiaal tegutsemiseks", kas see tekib või ei teki. Tegevuspotentsiaali kuju on pärast läviväärtuse ületamist alati ühtlane, olenemata stiimuli tugevusest.

Depolarisatsioon

Läviväärtuse ületamisel avanevad paljud rakumembraani naatriumikanalid ühe hoobiga ja paljud naatriumioonid voolavad raku sisemusse korraga väljastpoolt. Rakk muutub seestpoolt positiivseks kuni umbes +20 kuni + 30 mV. Seda sündmust tuntakse ka kui "levikut" või "ületamist".

Repolarisatsioon

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

Hüperpolarisatsioon

Repolarisatsiooni tulemusena ei saavutata puhkepotentsiaali tavaliselt alguses ja see võib ulatuda väärtuseni kuni - 90 mV, näiteks närviraku puhul, mille puhkepotentsiaal on -70 mV. Seda nimetatakse ka hüperpolariseerivaks postpotentsiaaliks. See tuleneb asjaolust, et kaaliumikanalid sulguvad aeglasemalt ja seega voolavad rakust välja positiivsema laenguga kaaliumioonid.

Seejärel taastab naatrium-kaaliumpump algse suhte, mis kasutab energiat kolme naatriumiooni rakust välja transportimiseks ja vastutasuks kahe kaaliumiiooni rakku transportimiseks.

Tegevuspotentsiaali jaoks on oluline ka nn tulekindel faas. See tuleneb asjaolust, et naatriumikanalid on lühikese aja jooksul pärast tegevuspotentsiaali käivitamist passiivsed. Seega ei saa "absoluutse tulekindla perioodi" jooksul käivitada täiendavat tegevuspotentsiaali ja "suhtelise tulekindla perioodi" jooksul saab edasist tegevuspotentsiaali käivitada ainult piiratud ulatuses.

Tegevuspotentsiaal kestab närvirakkudes umbes 1-2 millisekundit. Südamelihasrakus võib see olla isegi mitusada millisekundit.

Tegevuspotentsiaal südames

Elektrilise stimulatsiooni alus südames on nn tegevuspotentsiaal.See tähistab rakumembraani elektrilise pinge bioloogiliselt ajaliselt piiratud muutust, mis lõpeb lihase, antud juhul südamelöögiga. Kestusega umbes 200 kuni 400 millisekundit, sõltuvalt vastavast südame löögisagedusest, st südamelöökide arvust minutis, see tähendab Aktiivsus südamel kauem kui skeletilihase või närviraku oma. See kaitseb südant liigse erutamise eest.

Alustades teatud puhkepotentsiaalist, umbes miinus 90 millivolti põhipingest, mis rakendatakse rakkude membraanidele, kulgeb tegevuspotentsiaal läbi südame erutuse tekkimise neli faasi. Erinevad ioonikanalid muudavad koos rakkude välise elektrilise pinge muutmist. Need on enamasti transpordivalgud, mis asuvad rakkude nahas ja transpordivad mitmesuguseid väga väikesi laetud osakesi üle nende membraani. See teeb elektriline pinge elemendis muutub ja moodustas seeläbi südames toimiva potentsiaali.

Aastal esimene etapp, niinimetatud Depolarisatsiooni faas, suureneb võime positiivselt laetud naatriumi osakesi transportida. Need voolavad nüüd rakkude sisemusse ja viivad üheni Pinge suurenemine umbes miinus 90 millivoltist pluss 30 millivoltini.

Nihutades elektrilaengu positiivsesse vahemikku, muutuvad need spetsiifiliseks Kaltsiumikanalid südames avatud. Nii et see tuleb ühele Kaltsiumiosakeste sissevool südamerakkudesse. Need teine ​​faas tähistab südamele omast pikaajalist Platoo faas Siin kandub põnevus ja see takistab muu hulgas täiendavate üleliigsete tegevuspotentsiaalide sisenemist. See tagab südame kontrollitud pumpamisvõime ja kaitseb südame rütmihäirete eest.

Aastal kolmas faas, Repolarisatsiooni faas, taastub elektriline pinge aeglaselt puhkepotentsiaali suunas, miinus 90 millivolti. Energiat tarbiva protsessi tõttu muutub vastupidiselt raku kohal olevale kontsentratsioonigradientile sissevool aktiivseks Naatriumiosakesed tagasi väljapoole ja õhkus Kaaliumi osad tagasi rakku veetud. Ja seda seni, kuni esialgne puhkepotentsiaal on uuesti tasandatud. Lahter on nüüd valmis uueks tegevuspotentsiaaliks.

Tegevuspotentsiaal siinussõlmes

Südames asuva tegevuspotentsiaali ergastav päritolu seisneb nn Sinusõlm. See asub paremal aurikul ülemise õõnesveeni ühinemiskoha lähedal, mis transpordib verd ülemisest süsteemsest vereringest südamesse.

Siinusõlm koosneb modifitseeritud lihasrakudmis loovad erutamiseks vajalikud tegevuspotentsiaalid. Nad moodustavad seega loodusliku Meie südamestimulaator. Need on kiiresti erutatavad rakud, mille loomulik sagedus on umbes 60–80 lööki minutis. Seda loomulikku sagedust saab registreerida impulsi kujul.

Sealt edasi liigub tekkiv tegevuspotentsiaal teatud anatoomiliste struktuuride kaudu, et viia südame töötavate lihaste kontraktsioonini ehk südamelöökideni. Löökide arvu minutis saab kohandada inimese koormusele. The Sümpaatne, autonoomne närvisüsteem, mis on eriti oluline suurenemisel koorem on aktiveeritud, viib sissetulevate tegevuspotentsiaalide suurenemiseni.
Kas vastupidi, nn Parasümpaatiline närvisüsteem aktiveeritud, eriti aastal Puhkeperioodid keha mängib rolli, südamesse suunatud tegevuspotentsiaalide arv on hajutatud. Südamelöögid aeglustuvad. Samuti Ravimid ja keha oma Hormoonid, nagu adrenaliin, mõjutavad seda süsteemi.