Потенціал дії

Синоніми

Нервовий імпульс, потенціал збудження, спайк, хвиля збудження, потенціал дії, електричне збудження

визначення

Потенціал дії - це коротка зміна мембранного потенціалу клітини від її потенціалу спокою. Він використовується для передачі електричного збудження і тому є елементарним для передачі подразників.

фізіологія

Для того, щоб зрозуміти потенціал дії, спочатку потрібно поглянути на Потенціал відпочинку дізнатися про клітинку. Кожна збудлива клітина в стані спокою має одну. Він створений Різниця в заряді між внутрішньою та зовнішньою сторонами Клітинна мембрана і це залежить від відповідної комірки, наскільки вона висока. Як правило, значення коливаються між -50 мВ та -100 мВ. Більшість нервових клітин мають спокійний потенціал -70 мВ, що означає, що в стані спокою внутрішня частина клітинної мембрани заряджена негативно порівняно із зовнішньою частиною клітинної мембрани. Зараз ми розглянемо розвиток потенціалу дії за допомогою нервової клітини. Тут потенціал дії спричиняє швидкий Проведення збудження в організмі на великі відстані.

Вихідне положення

Клітина має спокійний мембранний потенціал, який підтримується натрієво-калієвим насосом.

Фаза ініціації

Збудження, викликане подразником, досягає клітини. Всередині клітини стає більш позитивним завдяки надходженню іонів натрію. Якщо певне порогове значення перевищено (у випадку нервових клітин приблизно - 50 мВ), спрацьовує потенціал дії. Це працює за принципом "все або нічого". Це означає, що немає такого поняття, як «невеликий потенціал для дії», або воно виникає, або ні. Форма потенціалу дії завжди однакова після перевищення порогового значення, незалежно від сили подразника.

Деполяризація

Якщо порогове значення перевищено, багато натрієвих каналів на мембрані клітини одним махом відкриваються, і багато іонів натрію відразу надходить у внутрішню частину клітини. Клітина стає позитивною всередині з приблизно до +20 до + 30 мВ. Ця подія також відома як "поширення" або "перевитрата".

Реполяризація

Після досягнення максимуму розповсюдження натрієві канали знову починають закриватися. Для цього відкриваються калієві канали, за допомогою яких позитивно заряджені іони калію витікають з клітини, і всередині клітини знову стає більш негативним.

Гіперполяризація

В результаті реполяризації спочатку потенціал спокою зазвичай не досягається спочатку і може досягати значень до - 90 мВ, наприклад у випадку нервової клітини з потенціалом спокою -70 мВ. Це також називають гіперполяризуючим постпотенціалом. Це виникає внаслідок того, що калієві канали закриваються повільніше і, таким чином, більш позитивно заряджені іони калію витікають з клітини.

Потім вихідне співвідношення відновлюється натрієво-калієвим насосом, який використовує енергію для транспортування трьох іонів натрію з клітини, а натомість двох іонів калію в клітину.

Так звана рефрактерна фаза також важлива для потенціалу дії. Це виникає через те, що натрієві канали неактивні протягом короткого часу після спрацьовування потенціалу дії. Таким чином, жоден подальший потенціал дії не може бути ініційований протягом “абсолютного вогнетривкого періоду”, а подальший потенціал дії може бути ініційований лише обмежено протягом “відносного вогнетривкого періоду”.

Потенціал дії триває приблизно 1-2 мілісекунди в нервових клітинах. У клітині серцевого м’яза це може бути навіть кілька сотень мілісекунд.

Потенціал дії в основі

Основою електростимуляції в серці є так званий потенціал дії.Це являє собою біологічно обмежену в часі зміну електричної напруги на клітинній мембрані, яка закінчується дією м’яза, в даному випадку серцебиття. Тривалістю приблизно від 200 до 400 мілісекунд в залежності від відповідної частоти серцевих скорочень, тобто кількості серцебиття в хвилину, тобто Потенціал дії на серце довше ніж скелетного м'яза або нервової клітини. Це захищає серце від перезбудження.

Починаючи з певного потенціалу спокою, основна напруга близько мінус 90 мілівольт, яка подається на мембрани клітин, потенціал дії проходить через серце чотири фази формування збудження. Різні іонні канали працюють разом, щоб змінити електричну напругу на зовнішній стороні елементів. В основному це транспортні білки, які розташовані в шкірі клітин і транспортують різні дуже дрібні заряджені частинки через їх мембрану. Це зробить змінюється електрична напруга на комірці і таким чином формується потенціал дії на серце.

В перша фаза, так звані Фаза деполяризації, збільшується здатність транспортувати позитивно заряджені частинки натрію. Вони тепер впадають у внутрішню частину клітин і ведуть до однієї Збільшення напруги приблизно від мінус 90 мілівольт до плюс 30 мілівольт.

Переміщуючи електричний заряд у позитивний діапазон, вони стають специфічними Кальцієві канали в глибині душі відчинено. Отже, справа доходить до одного Приплив частинок кальцію в клітини серця. Ці друга фаза являє собою довготривалий характерний для серця Фаза плато Саме тут відбувається збудження і, крім усього іншого, перешкоджає надходженню додаткових зайвих потенціалів дії. Це забезпечує контрольовану насосну здатність серця та захищає від серцевих аритмій.

В третя фаза, Фаза реполяризації, електрична напруга повільно повертається в напрямку потенціалу спокою мінус 90 мілівольт. Через енергоємний процес, всупереч градієнту концентрації над клітиною, приплив стає активним Частинки натрію повертаються назовні і виходив Частини калію повертаються в клітину транспортується. І це до тих пір, поки початковий потенціал відпочинку знову не вирівняється. Клітина тепер готова до нового потенціалу дії.

Потенціал дії в синусовому вузлі

Початок збудження потенціалу дії в серці полягає в т.зв. Синусовий вузол. Це знаходиться в правому передсерді поблизу впадіння верхньої порожнистої вени, яка транспортує кров з верхнього системного кровообігу до серця.

Синусовий вузол складається з модифіковані м’язові клітиниякі створюють потенціал дії, необхідний для збудження. Таким чином, вони утворюють природний Кардіостимулятор нашого серця. Це швидко збудливі клітини з природною частотою від 60 до 80 ударів на хвилину. Цю власну частоту можна зареєструвати у вигляді імпульсу.

Відтак отриманий потенціал дії бере свій шлях через певні анатомічні структури, щоб призвести до скорочення, серцебиття, в працюючих м’язах серця. Кількість ударів в хвилину можна адаптувати до навантаження на людину. Симпатичний, автономна нервова система, що особливо важливо при збільшенні тягар активується, призводить до збільшення потенціалу дії, що надходить.
Буде протилежне, т. Зв Парасимпатична нервова система активований, особливо в Періоди відпочинку тіла відіграє роль, кількість потенціалів дії до серця зменшується. Серцебиття сповільнюється. Також Ліки і власне тіло Гормони, як адреналін, впливають на цю систему.