Потенциал за действие

Синоними

Нервен импулс, потенциал на възбуждане, скок, вълна на възбуждане, потенциал на действие, електрическо възбуждане

определение

Потенциалът на действие е кратка промяна в мембранния потенциал на клетката от нейния потенциал в покой. Той се използва за предаване на електрическо възбуждане и следователно е елементарен за предаването на стимули.

физиология

За да разберем потенциала за действие, първо трябва да разгледаме Почивен потенциал осъзнаят клетка. Всяка възбудима клетка в състояние на покой има такава. Създаден е от Разлика в отговорността между вътрешната и външната страна на Клетъчната мембрана и зависи от съответната клетка колко е висока. Като правило стойностите варират между -50 mV и -100 mV. Повечето нервни клетки имат потенциал за почивка от -70mV, което означава, че в състояние на покой вътрешността на клетъчната мембрана е заредена отрицателно в сравнение с външната страна на клетъчната мембрана. Сега ще разгледаме развитието на потенциал за действие с помощта на нервна клетка. Тук потенциалите за действие предизвикват бърз Провеждане на възбуждане в тялото на големи разстояния.

Изходна позиция

Клетката има мембранен потенциал в покой, който се поддържа от натриево-калиевата помпа.

Фаза на започване

Възбуждане, предизвикано от стимул, достига клетката. Вътрешността на клетката става по-положителна поради вливащите се натриеви йони. Ако се надвиши определена прагова стойност (в случай на нервни клетки приблизително - 50 mV), се задейства потенциал за действие. Това работи според принципа „всичко или нищо“. Това означава, че няма такова нещо като „малко потенциал за действие“, или възниква, или не. Формата на потенциала за действие винаги е еднородна, след като праговата стойност бъде надвишена, независимо от силата на стимула.

Деполяризация

Ако праговата стойност е надвишена, много натриеви канали на клетъчната мембрана се отварят с един замах и много натриеви йони се вливат във вътрешността на клетката отвън наведнъж. Клетката става положителна отвътре с приблизително +20 до + 30 mV. Това събитие е известно още като „разпространение“ или „превишаване“.

Реполяризация

След достигане на максималното разпространение натриевите канали започват отново да се затварят. За това се отварят калиеви канали, с които положително заредени калиеви йони изтичат от клетката и вътрешността на клетката отново става по-отрицателна.

Хиперполяризация

В резултат на реполяризацията, потенциалът за покой обикновено не е достигнат в началото и може да достигне стойности до - 90 mV, например в случай на нервна клетка с потенциал за покой от -70 mV. Това се нарича още хиперполяризиращ постпотенциал. Това произтича от факта, че калиевите канали се затварят по-бавно и по този начин по-положително заредените калиеви йони изтичат от клетката.

След това първоначалното съотношение се възстановява от натриево-калиевата помпа, която използва енергия за транспортиране на три натриеви йона от клетката и в замяна на това два калиеви йона в клетката.

Така наречената рефрактерна фаза също е важна за потенциала на действие. Това произтича от факта, че натриевите канали са неактивни за кратко време след задействане на потенциала за действие. По този начин, никакъв допълнителен потенциал за действие не може да бъде задействан по време на „абсолютния огнеупорен период“, а допълнителен потенциал за действие може да бъде задействан само в ограничена степен през „относителния огнеупорен период“.

Потенциалът за действие трае около 1-2 милисекунди в нервните клетки. В клетката на сърдечния мускул това може да бъде дори няколкостотин милисекунди.

Потенциал за действие в сърцето

Основата на електрическата стимулация в сърцето е така нареченият потенциал за действие.Той представлява биологично ограничената във времето промяна в електрическото напрежение в клетъчната мембрана, която завършва с мускулно действие, в този случай сърдечен ритъм. С продължителност от около 200 до 400 милисекунди в зависимост от съответния пулс, т.е. броя на сърдечните удари в минута, т.е. Потенциал за действие върху сърцето по-дълго отколкото на скелетния мускул или нервната клетка. Това предпазва сърцето от превъзбуждане.

Започвайки от определен потенциал за почивка, основно напрежение от около минус 90 миливолта, което се прилага към мембраните на клетките, потенциалът за действие преминава през сърцето четири фази на формиране на възбуда. Различните йонни канали работят заедно, за да променят електрическото напрежение от външната страна на клетките. Това са предимно транспортни протеини, които се намират в кожата на клетките и транспортират различни много малки заредени частици през тяхната мембрана. Това ще направи електрическото напрежение на клетката се променя и по този начин формира потенциала за действие върху сърцето.

В първа фаза, така нареченият Фаза на деполяризация, способността за транспортиране на положително заредени натриеви частици се увеличава. Те сега се вливат във вътрешността на клетките и водят до една Увеличаване на напрежението от около минус 90 миливолта до плюс 30 миливолта.

Чрез изместване на електрическия заряд в положителния диапазон те стават специфични Калциеви канали по сърце отворен. Така се стига до едно Приток на калциеви частици в сърдечните клетки. Тези втора фаза представлява дълготрайната, типична за сърцето Фаза на платото Тук се носи вълнението и предотвратява, наред с други неща, навлизането на допълнителни излишни потенциали за действие. Той осигурява контролираната изпомпваща способност на сърцето и предпазва от сърдечни аритмии.

В трета фаза, Фаза на реполяризация, електрическото напрежение бавно се връща в посока на потенциала на покой от минус 90 миливолта. Поради енергоемък процес, противно на градиента на концентрация над клетката, притокът става активен Натриеви частици обратно навън и излъчва Калиевите части обратно в клетката транспортирани. И това, докато първоначалният потенциал за почивка отново се изравни. Клетката вече е готова за нов потенциал за действие.

Потенциал за действие в синусовия възел

Възникването на възбуждането на потенциала за действие в сърцето се крие в т.нар Синусов възел. Това се намира в дясното предсърдие близо до сливането на горната куха вена, която транспортира кръвта от горната системна циркулация до сърцето.

Синусовият възел се състои от модифицирани мускулни клеткикоито създават потенциалите за действие, необходими за възбуда. По този начин те образуват естествения Пейсмейкър на нашето сърце. Това са бързо възбудими клетки с естествена честота от около 60 до 80 удара в минута. Тази естествена честота може да бъде регистрирана под формата на импулс.

Оттам нататък полученият потенциал за действие преминава през определени анатомични структури, за да доведе до свиване, сърдечен ритъм в работещите мускули на сърцето. Броят на ударите в минута може да бъде адаптиран към натоварването на човека. The Симпатичен, автономна нервна система, която е особено важна при увеличаване тежест се активира, води до увеличаване на входящите потенциали за действие.
Ще обратното, т.нар Парасимпатикова нервна система активиран, особено в Периоди на почивка на тялото играе роля, броят на потенциалите за действие към сърцето се намалява. Пулсът се забавя. Също Лекарства и собственото тяло Хормони, подобно на адреналина, влияят на тази система.