Darbības potenciāls

Sinonīmi

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

definīcija

Darbības potenciāls ir īslaicīgas izmaiņas šūnas membrānas potenciālā, salīdzinot ar tās miera potenciālu. Tas kalpo elektriskās ierosmes pārvadei un tāpēc ir pamats stimulu pārnešanai.

fizioloģija

Lai saprastu darbības potenciālu, vispirms jāaplūko Atpūtas potenciāls uzzināt par šūnu. Katrā uzbudināmā šūnā miera stāvoklī ir viena. To ir izveidojis Atšķirība maksā starp iekšpusi un ārpusi Šūnu membrānu un tas ir atkarīgs no attiecīgās šūnas, cik augsts tas ir. Parasti vērtības svārstās no -50 mV līdz -100 mV. Lielākajai daļai nervu šūnu ir miera potenciāls -70mV, kas nozīmē, ka miera stāvoklī šūnas membrānas iekšpuse ir negatīvi lādēta, salīdzinot ar šūnas membrānas ārpusi. Tagad mēs aplūkojam darbības potenciāla attīstību, izmantojot nervu šūnu. Šeit darbības potenciāls izraisa ātru Ierosmes vadīšana ķermenī lielos attālumos.

Sākuma pozīcija

Šūnai ir miera membrānas potenciāls, ko uztur nātrija-kālija pumpis.

Uzsākšanas fāze

Uzbudinājums, ko ierosina stimuls, sasniedz šūnu. Šūnas iekšpuse kļūst pozitīvāka ienākošo nātrija jonu dēļ. Ja tiek pārsniegta noteikta sliekšņa vērtība (nervu šūnām aptuveni - 50 mV), tiek iedarbināts darbības potenciāls. Tas darbojas pēc principa “viss vai nekas”. Tas nozīmē, ka nav tādas lietas kā “mazs darbības potenciāls”, vai nu tā rodas, vai nerodas. Pēc sliekšņa vērtības pārsniegšanas darbības potenciāls vienmēr ir vienāds, neatkarīgi no stimula stipruma.

Depolarizācija

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

Repolarizācija

Pēc maksimālā izplatības līmeņa sasniegšanas nātrija kanāli atkal sāk slēgties. Šim nolūkam atveras kālija kanāli, ar kuriem no šūnas izplūst pozitīvi lādēti kālija joni, un šūnas iekšpuse atkal kļūst negatīvāka.

Hiperpolarizācija

Repolarizācijas rezultātā sākumā miera potenciāls parasti netiek sasniegts un tas var sasniegt vērtības līdz -90 mV, piemēram, nervu šūnā ar miera potenciālu -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 ar nātrija-kālija sūkni, kas izmanto enerģiju trīs nātrija jonu izvadīšanai no šūnas un pretī divus kālija jonus pārvadā šūnā.

Darbības potenciālam ir svarīga arī tā saucamā ugunsizturīgā fāze. Tas rodas no tā, ka nātrija kanāli neilgu laiku ir neaktīvi pēc tam, kad ir iedarbināts darbības potenciāls. Tādējādi “absolūtajā ugunsizturīgajā periodā” nevar aktivizēt turpmāku darbības potenciālu, un “relatīvā ugunsizturīgā periodā” turpmāko 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 milisekundi.

Darbības potenciāls pie sirds

Sirds elektriskās stimulācijas pamatā ir tā sauktais darbības potenciāls. Tas atspoguļo bioloģiski ierobežotas laika izmaiņas elektriskajā spriegumā, kas atrodas šūnas membrānā un beidzas ar muskuļa darbību, šajā gadījumā sirdsdarbību. Ar ilgumu no 200 līdz 400 milisekundēm atkarībā no attiecīgā sirdsdarbības ātruma, t.i., sirdspukstu skaita minūtē, tas ir Darbības potenciāls uz sirdi ilgāk nekā skeleta muskuļiem vai nervu šūnām. Tas aizsargā sirdi no pārmērīgas ekspozīcijas.

Sākot ar noteiktu atpūtas potenciālu, pamata spriegumu apmēram mīnus 90 milivolti, kas tiek pielietots 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 proteīni, kas atrodas šūnu ādā un caur membrānu pārvadā dažādas ļoti mazas lādētas daļiņas. Tas padarīs mainās šūnas elektriskais spriegums un tādējādi izveidoja sirds darbības potenciālu.

Iekš pirmā fāze, ts Depolarizācijas fāze, palielinās spēja pārvadāt pozitīvi uzlādētas nātrija daļiņas. Tie tagad ieplūst šūnu iekšpusē un ved uz vienu Spriedzes palielināšanās no apmēram mīnus 90 milivolti līdz plus 30 milivolti.

Pārvietojot elektrisko lādiņu pozitīvajā diapazonā, tie kļūst specifiski Kalcija kanāli pie sirds atvērts. Tātad tas nāk pie viena Kalcija daļiņu pieplūdums sirds šūnās. Šis otrā fāze attēlo sirdij raksturīgo ilgstošo Plato fāze Šeit uztraukums tiek pārnests un tas, cita starpā, neļauj iekļūt papildu liekos darbības potenciālos. Tas nodrošina sirds kontrolētu sūknēšanas spēju un aizsargā pret sirds aritmijām.

Iekš trešā fāze, no Repolarizācijas fāze, elektriskais spriegums lēnām atgriežas pie mīnus 90 milivoltu atpūtas potenciāla. Pretēji koncentrācijas gradientam virs šūnas, enerģiju patērējošs process ieplūdi aktivizē Nātrija daļiņas atpakaļ ārpusē un izstaroja Kālija daļas atpakaļ šūnā transportēts. Un tas notika, līdz sākotnējais atpūtas potenciāls atkal ir izlīdzinājies. Šūna tagad ir gatava jaunam darbības potenciālam.

Darbības potenciāls sinusa mezglā

Darbības potenciāla ierosmes pamatā sirdī ir tā sauktais Sinusa mezgls. Tas atrodas labajā aurikulā netālu no augstākās vena cava sateces, kas pārvadā asinis no ķermeņa augšdaļas uz sirdi.

Sinusa mezgls sastāv no modificētas muskuļu šūnaskas rada uzbudinājumam nepieciešamos darbības potenciālus. Tādējādi tie veido dabisko Mūsu sirds stimuls. Tās ir ātri uzbudināmas šūnas ar dabisko frekvenci no 60 līdz 80 sitieniem minūtē. Šo dabisko frekvenci var reģistrēt impulsa formā.

No tā izrietošais darbības potenciāls nonāk noteiktā anatomiskajā struktūrā, lai izraisītu kontrakcijas - sirdsdarbību - sirds darba muskuļos. Sitienu skaitu minūtē var pielāgot cilvēka slodzei. No Simpātiski, autonoma nervu sistēma, kas ir īpaši svarīga, palielinoties nasta ir aktivizēts, noved pie ienākošās darbības potenciāla palielināšanās.
Vai notiks pretējais, tā sauktais Parasimpātiskā nervu sistēma aktivizēts, īpaši Atpūtas periodi Ja ķermenim ir nozīme, tiek samazināts sirdsdarbības potenciālu skaits. Sirdsdarbība palēninās. Arī Zāles un paša ķermeņa Hormoni, tāpat kā adrenalīns, ietekmē šo sistēmu.