Akcijski potencijal

sinonimi

Živčani impuls, pobudni potencijal, šiljak, val pobude, akcijski potencijal, električna pobuda

definicija

Akcijski potencijal je kratka promjena membranskog potencijala stanice u odnosu na njen potencijal mirovanja. Služi za prijenos električne pobude i stoga je osnovna za prijenos podražaja.

fiziologija

Da bismo razumjeli akcijski potencijal, prvo moramo pogledati Potencijalni odmor postanite svjesni stanice. Svaka uzbudljiva ćelija u stanju mirovanja ima jednu. Stvorio ga je Razlika u zaduženom između unutarnje i vanjske strane Stanična membrana i to ovisi o dotičnoj ćeliji koliko je visoka. Vrijednosti u pravilu variraju između -50 mV i -100 mV. Većina živčanih stanica ima potencijal odmora od -70mV, što znači da je u stanju mirovanja unutrašnjost stanične membrane negativno nabijena u odnosu na vanjsku staničnu membranu. Sada proučavamo razvoj akcijskog potencijala pomoću živčane stanice. Ovdje potencijalni potencijali uzrokuju brzo Provođenje pobude u tijelu na velike udaljenosti.

Početni položaj

Stanica ima membranski potencijal odmora, koji održava natrijevo-kalijska pumpa.

Faza inicijacije

Uzbuđenje, potaknuto poticajem, dopire do stanice. Unutrašnjost stanice postaje pozitivnija zbog dolijevanja natrijevih iona. Kada se prekorači određena granična vrijednost (u slučaju živčanih stanica približno - 50mV), aktivira se akcijski potencijal. To funkcionira po principu „sve ili ništa“. To znači da ne postoji "malo potencijala za djelovanje", bilo da se pojavi, ili ne. Oblik akcijskog potencijala uvijek je ujednačen nakon prekoračenja granične vrijednosti, bez obzira na jačinu poticaja.

Depolarizacija

Ako se prekorači granična vrijednost, mnogi natrijevi kanali na staničnoj membrani otvaraju se jednim potezom, a mnogi natrijevi ioni istječu izvana u unutrašnjost stanice odjednom. Stanica postaje pozitivna iznutra s oko +20 do + 30 mV. Ovaj događaj poznat je i pod nazivom "širenje" ili "prevrtanje".

polarizacije

Nakon što se postigne maksimum širenja, natrijevi kanali počinju se ponovo zatvarati. Zbog toga se otvaraju kalijevi kanali kojima pozitivno nabijeni kalijevi ioni istječu iz stanice, a unutrašnjost ćelije postaje opet negativnija.

hiperpolarizacija

Kao rezultat repolarizacije, potencijal odmora obično se prvo ne dosegne i može dostići vrijednosti do -90 mV, na primjer, u živčanoj stanici s potencijalom odmora od -70 mV. To se također naziva hiperpolarizirajući postpotencijal. Nastaje iz činjenice da se kalijevi kanali sporije zatvaraju i tako pozitivnije nabijeni kalijevi ioni istječu iz stanice.

Izvorni omjer zatim vraća natrijevo-kalijeva pumpa koja koristi energiju za transport tri natrijeva iona iz stanice i zauzvrat dva kalijeva iona u stanicu.

Takozvana vatrostalna faza također je važna za akcijski potencijal. To proizlazi iz činjenice da su natrijevi kanali kratko vrijeme neaktivni nakon pokretanja akcijskog potencijala. Stoga se daljnji akcijski potencijal ne može pokrenuti tijekom „apsolutnog vatrostalnog razdoblja“, a daljnji akcijski potencijal može se pokrenuti samo u ograničenoj mjeri tijekom „relativnog vatrostalnog razdoblja“.

Akcijski potencijal traje oko 1-2 milisekunde u živčanim stanicama. U stanici srčanog mišića može biti i nekoliko stotina milisekundi.

Akcijski potencijal u srcu

Osnova električne stimulacije u srcu je takozvani akcijski potencijal. Predstavlja biološki vremenski ograničenu promjenu električnog napona preko stanične membrane, koja završava mišićnim djelovanjem, u ovom slučaju otkucajem srca. S trajanjem od oko 200 do 400 milisekundi, ovisno o brzini otkucaja srca, tj. Broju otkucaja srca u minuti, tj. Akcijski potencijal na srce duže od koštanog mišića ili živčanih stanica. To štiti srce od prekomjernog uzbuđenja.

Polazeći od određenog potencijala za odmor, osnovnog napona od oko minus 90 milivolta, koji se primjenjuje na membrane stanica, akcijski potencijal prolazi kroz srce četiri faze nastajanja uzbuđenja, Različiti ionski kanali djeluju zajedno kako bi promijenili električni napon na vanjskoj strani ćelija. To su uglavnom transportni proteini koji se nalaze u koži stanica i prevoze različite vrlo male nabijene čestice kroz njihovu membranu. Ovo će učiniti mijenja se napon na stanici i tako je formiran akcijski potencijal na srce.

U prva faza, takozvani Faza depolarizacije, povećava se sposobnost prijenosa pozitivno nabijenih čestica natrija. One se sada slijevaju u unutrašnjost ćelija i vode do jedne Povećanje napetosti od oko 90 milivolta do plus 30 milivolta.

Premještanjem električnog naboja u pozitivni raspon oni postaju specifični Kalcijevi kanali u srcu otvorena, Dakle, dolazi do jednog Ulivanje čestica kalcija u stanice srca, Ovaj druga faza predstavlja dugotrajan, tipičan za srce Faza visoravni Tu se nosi uzbuđenje i sprječava, između ostalog, ulazak dodatnih suvišnih akcijskih potencijala. Osigurava kontrolirani kapacitet crpljenja srca i štiti od srčanih aritmija.

U treća faza, od Faza repolarizacije, električni napon se polako vraća prema ostatku potencijala od minus 90 milivolta. Kroz proces koji troši energiju, suprotno gradijentu koncentracije iznad ćelije, priljev postaje aktivan Čestice natrija natrag vani i nastao Dijelovi kalija natrag u ćeliju prevoze. I to sve dok se izvorni potencijal odmora ponovno nije izravnao. Stanica je sada spremna za novi akcijski potencijal.

Akcijski potencijal na sinusnom čvoru

Pobuđenje podrijetla akcijskog potencijala u srcu leži u tzv Sinusni čvor, Ovo se nalazi u desnoj pretkomori u blizini sutoka superiorne šupljine vene, koja transportira krv s gornjeg dijela tijela u srce.

Sinusni čvor sastoji se od modificirane mišićne stanicekoji stvaraju akcijske potencijale potrebne za buđenje. Tako tvore prirodni Pejsmejker našeg srca, Ovo su brzo uzbudljive stanice s prirodnom frekvencijom od oko 60 do 80 otkucaja u minuti. Ova se prirodna frekvencija može registrirati u obliku pulsa.

Odatle, rezultirajući akcijski potencijal kreće svojim putem kroz određene anatomske strukture da bi doveo do kontrakcije, otkucaja srca u radnim mišićima mišića. Broj otkucaja u minuti može se prilagoditi opterećenju na osobi. Od Suosjećajan, autonomnog živčanog sustava što je posebno važno kod porasta teret je aktivirano, dovodi do povećanja dolaznih akcijskih potencijala.
Hoće li suprotno, tzv Parasimpatički živčani sustav aktivirano, posebno u Periodi odmora tijela igra ulogu, smanjuje se broj potencijala djelovanja prema srcu. Otkucaji srca usporavaju. Također liječenje a tijelo vlastito hormonipoput adrenalina, utječu na ovaj sustav.