Δυνατότητα δράσης

Συνώνυμα

Νευρική ώθηση, δυναμικό διέγερσης, ακίδα, κύμα διέγερσης, δυναμικό δράσης, ηλεκτρική διέγερση

ορισμός

Το δυναμικό δράσης είναι μια σύντομη αλλαγή στο δυναμικό μεμβράνης ενός κυττάρου από το δυναμικό ηρεμίας του. Χρησιμοποιείται για τη μετάδοση ηλεκτρικής διέγερσης και ως εκ τούτου είναι στοιχειώδης για τη μετάδοση ερεθισμάτων.

φισιολογία

Για να κατανοήσουμε το δυναμικό δράσης, πρέπει πρώτα να δούμε το Δυνατότητα ανάπαυσης συνειδητοποιήστε ένα κελί. Κάθε διεγερτικό κελί στην κατάσταση ηρεμίας έχει ένα. Δημιουργείται από το Διαφορά χρέωσης μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού Κυτταρική μεμβράνη και εξαρτάται από το αντίστοιχο κελί πόσο υψηλό είναι. Κατά κανόνα, οι τιμές κυμαίνονται μεταξύ -50 mV και -100 mV. Τα περισσότερα νευρικά κύτταρα έχουν δυνατότητα ηρεμίας -70mV, πράγμα που σημαίνει ότι στην κατάσταση ηρεμίας το εσωτερικό της κυτταρικής μεμβράνης φορτίζεται αρνητικά σε σύγκριση με το εξωτερικό της κυτταρικής μεμβράνης. Θα εξετάσουμε τώρα την ανάπτυξη ενός δυναμικού δράσης χρησιμοποιώντας ένα νευρικό κύτταρο. Εδώ οι δυνατότητες δράσης προκαλούν γρήγορη Διέγερση διέγερσης στο σώμα σε μεγάλες αποστάσεις.

Θέση εκκίνησης

Το κύτταρο έχει ηρεμία μεμβράνης, το οποίο διατηρείται από την αντλία νατρίου-καλίου.

Φάση έναρξης

Μια διέγερση, που προκαλείται από ένα ερέθισμα, φτάνει στο κύτταρο. Το εσωτερικό του κυττάρου γίνεται πιο θετικό λόγω των εισερχόμενων ιόντων νατρίου. Εάν ξεπεραστεί μια συγκεκριμένη τιμή κατωφλίου (στην περίπτωση των νευρικών κυττάρων περίπου - 50mV) ενεργοποιείται ένα δυναμικό δράσης. Αυτό λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή «όλα ή τίποτα». Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει «μικρή δυνατότητα δράσης», είτε προκύπτει είτε όχι. Το σχήμα του δυναμικού δράσης είναι πάντα ομοιόμορφο μετά την υπέρβαση της τιμής κατωφλίου, ανεξάρτητα από την ισχύ του ερεθίσματος.

Αποπόλωση

Εάν ξεπεραστεί η τιμή κατωφλίου, πολλά κανάλια νατρίου στην κυτταρική μεμβράνη ανοίγουν σε μια πτώση και πολλά ιόντα νατρίου ρέουν στο εσωτερικό του κελιού από το εξωτερικό ταυτόχρονα. Το κελί γίνεται θετικό στο εσωτερικό με περίπου +20 έως + 30 mV. Αυτό το συμβάν είναι επίσης γνωστό ως "spread" ή "overhoot".

Επαναπόλωση

Αφού επιτευχθεί το μέγιστο της επάλειψης, τα κανάλια νατρίου αρχίζουν να κλείνουν ξανά. Γι 'αυτό, ανοίγουν κανάλια καλίου, με τα οποία θετικά φορτισμένα ιόντα καλίου ρέουν έξω από το κελί και το εσωτερικό του κελιού γίνεται ξανά αρνητικό.

Υπερπόλωση

Ως αποτέλεσμα της επαναπόλωσης, το δυναμικό ηρεμίας συνήθως δεν επιτυγχάνεται στην αρχή και μπορεί να φτάσει τιμές έως - 90 mV, για παράδειγμα στην περίπτωση νευρικού κυττάρου με δυναμικό ηρεμίας -70 mV. Αυτό ονομάζεται επίσης υπερπολυτική μεταδραστική. Προκύπτει από το γεγονός ότι τα κανάλια καλίου κλείνουν πιο αργά και, συνεπώς, πιο θετικά φορτισμένα ιόντα καλίου ρέουν έξω από το κύτταρο.

Στη συνέχεια, η αρχική αναλογία αποκαθίσταται από την αντλία νατρίου-καλίου, η οποία χρησιμοποιεί ενέργεια για τη μεταφορά τριών ιόντων νατρίου από το κελί και, σε αντάλλαγμα, δύο ιόντων καλίου στο κελί.

Η λεγόμενη πυρίμαχη φάση είναι επίσης σημαντική για το δυναμικό δράσης. Προκύπτει από το γεγονός ότι τα κανάλια νατρίου είναι ανενεργά για μικρό χρονικό διάστημα μετά την ενεργοποίηση του δυναμικού δράσης. Επομένως, κανένα περαιτέρω δυναμικό δράσης δεν μπορεί να ενεργοποιηθεί κατά τη διάρκεια της «απόλυτης πυρίμαχης περιόδου» και ένα περαιτέρω δυναμικό δράσης μπορεί να ενεργοποιηθεί μόνο σε περιορισμένο βαθμό κατά τη διάρκεια της «σχετικής πυρίμαχης περιόδου».

Το δυναμικό δράσης διαρκεί περίπου 1-2 χιλιοστά του δευτερολέπτου στα νευρικά κύτταρα. Σε ένα καρδιακό μυϊκό κύτταρο μπορεί ακόμη και να είναι μερικές εκατοντάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Δυναμικό δράσης στην καρδιά

Η βάση της ηλεκτρικής διέγερσης στην καρδιά είναι το λεγόμενο δυναμικό δράσης.Αντιπροσωπεύει τη βιολογικά περιορισμένη χρονική αλλαγή σε μια ηλεκτρική τάση κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης, η οποία καταλήγει σε μια μυϊκή δράση, στην περίπτωση αυτή ο καρδιακός παλμός. Με διάρκεια περίπου 200 έως 400 χιλιοστά του δευτερολέπτου ανάλογα με τον αντίστοιχο καρδιακό ρυθμό, δηλαδή τον αριθμό των καρδιακών παλμών ανά λεπτό, δηλαδή Δυναμικό δράσης στην καρδιά περισσότερο από αυτό ενός σκελετικού μυ ή νευρικού κυττάρου. Αυτό προστατεύει την καρδιά από υπερβολική διέγερση.

Ξεκινώντας από ένα συγκεκριμένο δυναμικό ηρεμίας, μια βασική τάση περίπου μείον 90 millivolts, η οποία εφαρμόζεται στις μεμβράνες των κυττάρων, το δυναμικό δράσης διατρέχει την καρδιά τέσσερις φάσεις σχηματισμού διέγερσης. Διαφορετικά κανάλια ιόντων συνεργάζονται για να αλλάξουν την ηλεκτρική τάση στο εξωτερικό των κυψελών. Αυτές είναι κυρίως πρωτεΐνες μεταφοράς που βρίσκονται στο δέρμα των κυττάρων και μεταφέρουν διάφορα πολύ μικρά φορτισμένα σωματίδια κατά μήκος της μεμβράνης τους. Αυτό θα κάνει το η ηλεκτρική τάση στο κελί αλλάζει και έτσι διαμόρφωσε το δυναμικό δράσης στην καρδιά.

Στο πρώτη φάση, το λεγομενο Φάση αποπόλωσης, αυξάνεται η ικανότητα μεταφοράς θετικά φορτισμένων σωματιδίων νατρίου. Τώρα ρέουν στο εσωτερικό των κυττάρων και οδηγούν σε ένα Αύξηση της έντασης από περίπου μείον 90 millivolts έως 30 millivolts.

Μετατοπίζοντας το ηλεκτρικό φορτίο στο θετικό εύρος, γίνονται συγκεκριμένοι Διαύλους ασβεστίου στην καρδιά Άνοιξε. Έρχεται λοιπόν σε ένα Εισροή σωματιδίων ασβεστίου στα καρδιακά κύτταρα. Αυτά τα δεύτερη φάση αντιπροσωπεύει ένα μακροχρόνιο χαρακτηριστικό της καρδιάς Φάση οροπέδιου Αυτό είναι όπου ο ενθουσιασμός μεταφέρεται και αποτρέπει, μεταξύ άλλων, την είσοδο πρόσθετων περιττών δυνατοτήτων δράσης. Διασφαλίζει την ελεγχόμενη ικανότητα άντλησης της καρδιάς και προστατεύει από καρδιακές αρρυθμίες.

Στο τρίτη φάση, ο Φάση επαναπόλωσης, η ηλεκτρική τάση επιστρέφει αργά προς την κατεύθυνση του δυναμικού ανάπαυσης μείον 90 millivolts. Λόγω μιας διαδικασίας που καταναλώνει ενέργεια, σε αντίθεση με τη βαθμίδα συγκέντρωσης πάνω από το κελί, η εισροή γίνεται ενεργή Σωματίδια νατρίου πίσω έξω και προήλθε Τα μέρη καλίου επιστρέφουν στο κελί μεταφέρθηκε. Και αυτό έως ότου το αρχικό δυναμικό ανάπαυσης σταματήσει ξανά. Το κελί είναι τώρα έτοιμο για ένα νέο δυναμικό δράσης.

Δυνατότητα δράσης στον κόλπο κόλπων

Η πηγή διέγερσης του δυναμικού δράσης στην καρδιά βρίσκεται στο λεγόμενο Κόλπος κόλπων. Αυτό βρίσκεται στο σωστό στόμιο κοντά στη συμβολή της ανώτερης φλέβας, η οποία μεταφέρει το αίμα από την άνω συστημική κυκλοφορία στην καρδιά.

Ο κόμβος κόλπων αποτελείται από τροποποιημένα μυϊκά κύτταραπου δημιουργούν τις δυνατότητες δράσης που είναι απαραίτητες για τη διέγερση. Έτσι σχηματίζουν το φυσικό Βηματοδότης της καρδιάς μας. Αυτά είναι γρήγορα διεγερτικά κύτταρα με φυσική συχνότητα περίπου 60 έως 80 παλμούς ανά λεπτό. Αυτή η φυσική συχνότητα μπορεί να καταχωρηθεί με τη μορφή του παλμού.

Από εκεί, το προκύπτον δυναμικό δράσης κινείται μέσω ορισμένων ανατομικών δομών για να οδηγήσει σε συστολή, καρδιακό παλμό, στους μύες της καρδιάς. Ο αριθμός των παλμών ανά λεπτό μπορεί να προσαρμοστεί στο φορτίο του ατόμου. ο Συμπονετικός, ένα αυτόνομο νευρικό σύστημα που είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν αυξάνεται βάρος ενεργοποιείται, οδηγεί σε αύξηση των δυνατοτήτων εισερχόμενης δράσης.
Θα το αντίθετο, το λεγόμενο Παρασυμπαθητικό νευρικό σύστημα ενεργοποιήθηκε, ειδικά στο Περίοδοι ανάπαυσης του σώματος παίζει ρόλο, ο αριθμός των δυνατοτήτων δράσης προς την καρδιά είναι στραγγαλισμένος. Ο καρδιακός παλμός επιβραδύνεται. Επίσης φαρμακευτική αγωγή και το δικό του σώματος Ορμόνες, όπως η αδρεναλίνη, επηρεάζουν αυτό το σύστημα.