Ce se numește potențialul de acțiune?

Lucrarea organelor și țesuturilor corpului nostru depinde de mulți factori. Unele celule (cardiomiocite și nervi) depind de transmiterea impulsurilor nervoase generate în componentele speciale ale celulelor sau nodurilor. La bază nervos impuls

Ce este?

Potențialul de acțiune este, de obicei, numit unde de excitație, trecând de la celulă la celulă. Datorită formării și trecerii sale membranelor celulare există o schimbare pe termen scurt în sarcina lor (în mod normal, partea interioară a membranei este încărcată negativ, iar partea exterioară este pozitivă). Valul format contribuie la modificarea proprietăților canalelor ionice ale celulei, ceea ce duce la reîncărcarea membranei. În momentul în care potențialul de acțiune trece prin membrană, apare o schimbare pe termen scurt a sarcinii, ceea ce duce la o schimbare a proprietăților celulei.

Formarea acestui val stă la baza funcționării fibre nervoase, precum și sistemul de modalități de a ține inima.

Dacă există o încălcare a educației sale, se dezvoltă multe boli, ceea ce face determinarea potențialului de acțiune necesar într-un complex de măsuri medicale și diagnostice.

Cum se formează potențialul acțiunii și ce este caracteristic pentru ea?

Istoria cercetării

Studiul apariției excitației în celule și fibre a fost început cu mult timp în urmă. Prima sa apariție a fost observată de biologi care au studiat efectul diferitelor stimuli asupra nervului tibial gol al unei broaște. Au observat că atunci când au fost expuse la o soluție concentrată de sare comestibilă, s-a observat contracția musculară.

Studiile ulterioare au fost continuate de neurologi, dar știința principală după fizică, care studiază potențialul de acțiune, este fiziologia. Fiziologii au dovedit existența unui potențial de acțiune în celulele inimii și nervilor.

Odată cu aprofundarea studiului potențialului, sa demonstrat prezența și potențialul de odihnă.

De la începutul secolului al XIX-lea s-au creat metode care permit înregistrarea prezenței acestor potențiale și măsurarea amplorii lor. În prezent, fixarea și studiul potențialului de acțiune se efectuează în două studii instrumentale - îndepărtarea electrocardiogramelor și electroencefalogramelor.

Mecanismul potențialului de acțiune

Formarea excitației apare datorită unei modificări a concentrației intracelulare de ioni de sodiu și potasiu. În mod normal, celula conține mai mult potasiu decât sodiu. Concentrația extracelulară a ionilor de sodiu este mult mai mare decât în ​​citoplasmă. Modificările cauzate de potențialul de acțiune contribuie la o schimbare a încărcării pe membrană, rezultând un curent de ioni de sodiu în interiorul celulei. Din acest motiv, tarifele variază în afara și în interior celule (citoplasma este încărcat pozitiv, iar mediul extern este negativ.

Acest lucru este făcut pentru a facilita trecerea valului prin celulă.

După ce valul a fost transmis prin sinapse, sarcina este restabilită de către curentul din interiorul celulei de ioni de clor încărcați negativ. Nivelurile inițiale ale sarcinii sunt restaurate în afara și în interiorul celulei, ceea ce duce la formarea unui potențial de odihnă.

Perioadele de odihnă și emoție se alternează. Într-o celulă patologică, totul se poate întâmpla în mod diferit, iar formarea PD-urilor va fi supusă legilor oarecum diferite.

Fazele PD

Curgerea potențialului de acțiune poate fi împărțită în mai multe faze.

Prima fază survine înainte de formare nivelul critic al depolarizării (potențialul de acțiune de trecere este stimulat de o descărcare lentă a membranei, care atinge un nivel maxim, de obicei de aproximativ -90 meV). Această fază se numește pre-spike. Se efectuează datorită introducerii ionilor de sodiu în celulă.

Următoarea fază - potențial de vârf (sau spike) formează un parabole cu un unghi ascuțit în care ridicarea potențialelor mijloace de membrană depolarizare (rapid) și partea descendentă - repolarizare.

A treia fază - potențialul negativ al urmei - arată depolarizarea urmelor (trecerea de la vârful depolarizării la starea de repaus). Datorită introducerii ionilor de clor în celulă.

În cea de-a patra etapă, faza potențialului pozitiv, nivelurile de încărcare ale membranei revin la cea originală.

Aceste faze, datorită potențialului de acțiune, respectă strict unul după altul.

Funcțiile potențialului de acțiune

Fără îndoială, dezvoltarea potențialului de acțiune este importantă în funcționarea anumitor celule. În activitatea inimii, excitarea joacă un rol major. Fără ea, inima ar fi corpul pur și simplu inactiv, dar ca urmare a propagării tuturor celulelor inimii este reducerea acesteia, ceea ce contribuie la împinge sângele prin patul vascular, îmbogățindu-l tuturor țesuturilor și organelor.

Sistemul nervos de asemenea, nu și-a putut îndeplini în mod normal funcția fără potențialul de acțiune. Organele nu puteau primi semnale pentru a îndeplini o anumită funcție, ca urmare a faptului că ar fi pur și simplu inutile. In plus, imbunatatirea in transmiterea impulsului nervos a fibrelor nervoase (aparitia mielina si nodurile Ranvier) activat pentru transmiterea unui semnal într-o chestiune de secunde, și care a condus la dezvoltarea de reflexe și mișcării conștiente.

În plus față de aceste sisteme de organe, potențialul de acțiune se formează, de asemenea, în multe alte celule, dar în ele joacă un rol numai în performanța celulei a funcțiilor sale specifice.

Debutul potențialului de acțiune în inimă

Principalul organism, a cărui activitate se bazează pe principiul formării potențialului de acțiune, este inima. Datorită existenței unor noduri pentru formarea de impulsuri, se efectuează activitatea acestui organ, al cărei rol este de a transporta sânge în țesuturi și organe.

Generarea potențialului de acțiune în inimă are loc în nodul sinusal. Este situat în punctul de confluență al venelor goale în atriul drept. De acolo, pulsul se propagă prin fibrele sistemului de conducere al inimii - de la nod până la joncțiunea atrioventriculară. Trecerea prin pachetul lui, mai exact, pe picioare, impulsul trece la ventriculii din stânga și din dreapta. În grosimea lor există căi mai mici de conduită - fibrele Purkinje, prin care excitația ajunge la fiecare celulă inimă.

Acțiunea potențială a cardiomiocitelor este un compus, adică depinde de reducerea tuturor celulelor țesutului inimii. Dacă există un bloc (cicatrice după infarct), formarea potențialului de acțiune este întreruptă, care este fixată pe electrocardiogramă.

Sistemul nervos

Cum formează un PD în neuroni - celule ale sistemului nervos. Aici totul este puțin mai ușor.

procese externe puls percepute de celule nervoase - dendritele asociate cu receptorii localizate în piele și în toate celelalte țesuturi (repaus potențial și acțiune potențială, de asemenea, să înlocuiască reciproc). Stimularea declanșează formarea potențialului de acțiune în ele, după care pulsul prin corpul celulei nervoase este în braț lung sale - axon, și de acolo prin sinapse - la alte celule. Astfel, valul de excitație generat ajunge la creier.

O caracteristică a sistemului nervos este prezența a două tipuri de fibre - acoperite cu mielină și fără ea. Apariția potențialului de acțiune și transmiterea acestuia în acele fibre în care există mielină este mult mai rapidă decât în ​​cazul demielinizată.

Acest fenomen se observă datorită faptului că răspândirea PD mielinizate rezultate din fibre „sărituri“ - porțiuni de impuls sare peste mielina, având ca rezultat scade calea sa și, respectiv, accelerarea răspândirii.

Posibilitatea de odihnă

Fără dezvoltarea unui potențial de odihnă, nu ar exista potențial de acțiune. Sub potențial Quiescent realiza starea normală, neexcitat celulei în care tarifele din interiorul și exteriorul membranei sunt semnificativ diferite (adică, în afara membranei este încărcată pozitiv și în interior - negativ). Potențialul de odihnă arată diferența dintre încărcările din interiorul și exteriorul celulei. În mod normal, este de la -50 la -110 meV. În fibrele nervoase, această valoare este de obicei -70 meV.

Aceasta este cauzată de migrarea ionilor de clor în celulă și de crearea unei încărcări negative pe partea interioară a membranei.

Când se schimbă concentrația de ioni intracelulari (așa cum s-a menționat mai sus), PP înlocuiește PD.

În mod normal, toate celulele corpului sunt în stare la sol, astfel încât schimbarea de potențial poate fi considerată proces fiziologic necesar, pentru că fără ele nu ar fi în măsură să opereze sistemul cardiovascular și nervos.

Semnificația studiului privind potențialul de odihnă și acțiune

Potențialul de odihnă și potențialul de acțiune permit determinarea stării organismului, precum și a organelor individuale.

Aderarea la potențialul de acțiune al inimii (ECG) pentru a determina starea și capacitatea funcțională a tuturor departamentelor sale. Dacă studiul este un EKG normal, se poate observa că toți dinții este o manifestare a potențialului de acțiune și apoi restul potențial (în consecință, apariția datelor potențialelor atriale afișează unda P și răspândirea excitație în ventricule - dinte R).

În ceea ce privește electroencefalogramă, că pe el apariția diferitelor valuri și ritmuri (în valuri special, alfa și beta într-un om sănătos), este, de asemenea, ca urmare a apariției potențialului de acțiune în neuronii din creier.

Cercetările date permit să se evidențieze în timp evoluția acestui sau acelui proces patologic și să genereze practic până la 50% din tratamentul cu succes al bolii inițiale.