Potențial de acțiune

Sinonime

Impuls nervos, potențial de excitație, vârf, undă de excitație, potențial de acțiune, excitație electrică

definiție

Potențialul de acțiune este o scurtă schimbare a potențialului de membrană al unei celule de la potențialul său de repaus. Este folosit pentru a transmite excitația electrică și, prin urmare, este elementar pentru transmiterea stimulilor.

fiziologie

Pentru a înțelege potențialul de acțiune, trebuie mai întâi să ne uităm la Potențial de odihnă deveni conștient de o celulă. Fiecare celulă excitabilă în stare de repaus are una. Este creat de Diferența de conducere între interiorul și exteriorul Membrana celulara și depinde de celula respectivă cât de mare este. De regulă, valorile fluctuează între -50 mV și -100 mV. Majoritatea celulelor nervoase au un potențial de odihnă de -70mV, ceea ce înseamnă că, în starea de repaus, interiorul membranei celulare este încărcat negativ în comparație cu exteriorul membranei celulare. Vom analiza acum dezvoltarea unui potențial de acțiune folosind o celulă nervoasă. Aici potențialele de acțiune provoacă una rapidă Conducerea excitației în corp pe distanțe mari.

Poziția de plecare

Celula are un potențial de membrană în repaus, care este menținut de pompa de sodiu-potasiu.

Faza de inițiere

O excitație, declanșată de un stimul, ajunge la celulă. Interiorul celulei devine mai pozitiv datorită fluxului de ioni de sodiu. Dacă se depășește o anumită valoare prag (în cazul celulelor nervoase aproximativ - 50mV) se declanșează un potențial de acțiune. Acest lucru funcționează în conformitate cu „principiul totul sau nimic”. Asta înseamnă că nu există un „potențial mic de acțiune”, fie că apare sau nu. Forma potențialului de acțiune este întotdeauna uniformă după depășirea valorii pragului, indiferent de puterea stimulului.

Depolarizare

Dacă valoarea pragului este depășită, multe canale de sodiu de pe membrana celulei se deschid dintr-o singură lovitură și mulți ioni de sodiu curg în interiorul celulei din exterior simultan. Celula devine pozitivă în interior cu până la aproximativ +20 până la + 30 mV. Acest eveniment este, de asemenea, cunoscut sub numele de „răspândire” sau „depășire”.

Repolarizare

După atingerea maximului de răspândire, canalele de sodiu încep să se închidă din nou. Pentru aceasta, se deschid canale de potasiu, cu care ionii de potasiu încărcați pozitiv curg din celulă, iar interiorul celulei devine din nou mai negativ.

Hiperpolarizare

Ca urmare a repolarizării, potențialul de repaus nu este de obicei atins la început și poate atinge valori de până la - 90 mV, de exemplu în cazul unei celule nervoase cu un potențial de repaus de -70 mV. Aceasta se mai numește și postpotențial hiperpolarizant. Se naște din faptul că canalele de potasiu se închid mai încet și astfel ioni de potasiu încărcați mai pozitiv curg din celulă.

Raportul original este apoi restabilit de către pompa de sodiu-potasiu, care folosește energie pentru a transporta trei ioni de sodiu din celulă și, în schimb, doi ioni de potasiu în celulă.

Așa-numita fază refractară este, de asemenea, importantă pentru potențialul de acțiune. Se naște din faptul că canalele de sodiu sunt inactive pentru o scurtă perioadă de timp după ce a fost declanșat potențialul de acțiune. Astfel, nu mai poate fi declanșat niciun potențial de acțiune în timpul „perioadei refractare absolute” și un potențial de acțiune suplimentar poate fi declanșat doar într-o măsură limitată în timpul „perioadei refractare relative”.

Un potențial de acțiune durează aproximativ 1-2 milisecunde în celulele nervoase. Într-o celulă musculară a inimii poate dura chiar câteva sute de milisecunde.

Potențial de acțiune la inimă

Baza stimulării electrice în inimă este așa-numitul potențial de acțiune.Reprezintă modificarea biologic limitată în timp a unei tensiuni electrice prin membrana celulară, care se termină printr-o acțiune musculară, în acest caz bătăile inimii. Cu o durată de aproximativ 200 până la 400 de milisecunde, în funcție de ritmul cardiac respectiv, adică de numărul de bătăi ale inimii pe minut, adică Potențial de acțiune asupra inimii mai mult decât cea a unui mușchi scheletic sau a unei celule nervoase. Acest lucru protejează inima de supraexcitație.

Plecând de la un anumit potențial de odihnă, o tensiune de bază de aproximativ minus 90 milivolți, care se aplică membranelor celulelor, potențialul de acțiune trece prin inimă patru faze ale formării excitării. Diferite canale ionice funcționează împreună pentru a modifica tensiunea electrică din exteriorul celulelor. Acestea sunt în mare parte proteine ​​de transport care se află în pielea celulelor și transportă diferite particule încărcate foarte mici pe membrana lor. Acest lucru va face ca se modifică tensiunea electrică a celulei și astfel s-a format potențialul de acțiune asupra inimii.

În primă fază, asa numitul Faza de depolarizare, crește capacitatea de a transporta particule de sodiu încărcate pozitiv. Acestea curg acum în interiorul celulelor și duc la una Creșterea tensiunii de la aproximativ minus 90 milivolți la plus 30 milivolți.

Prin mutarea sarcinii electrice în domeniul pozitiv, acestea devin specifice Canalele de calciu la inima deschis. Deci, vine la una Aflux de particule de calciu în celulele inimii. Aceste a doua fază reprezintă cea de lungă durată tipică inimii Faza platoului Aici este purtat entuziasmul și previne, printre altele, intrarea de potențiale suplimentare de acțiune inutile. Asigură capacitatea de pompare controlată a inimii și protejează împotriva aritmiilor cardiace.

În a treia fază, Faza de repolarizare, tensiunea electrică revine încet în direcția potențialului de repaus de minus 90 milivolți. Datorită unui proces consumator de energie, contrar gradientului de concentrație de deasupra celulei, fluxul devine activ Particulele de sodiu se întorc afară și emanat Părți de potasiu înapoi în celulă transportat. Și asta până când potențialul original de odihnă s-a redus din nou. Celula este acum pregătită pentru un nou potențial de acțiune.

Potențial de acțiune la nodul sinusal

Originea excitației potențialului de acțiune din inimă se află în așa-numitul Nod sinusal. Acesta este situat în auriculă dreaptă aproape de confluența venei cave superioare, care transportă sângele din circulația sistemică superioară către inimă.

Nodul sinusal este format din celule musculare modificatecare creează potențialele de acțiune necesare excitării. Ei formează astfel cel natural Pacemaker al inimii noastre. Acestea sunt celule rapid excitabile cu o frecvență naturală de aproximativ 60 până la 80 de bătăi pe minut. Această frecvență naturală poate fi înregistrată sub forma pulsului.

De acolo, potențialul de acțiune rezultat își parcurge cursul prin anumite structuri anatomice pentru a duce la o contracție, o bătăi de inimă, în mușchii de lucru ai inimii. Numărul de bătăi pe minut poate fi adaptat la sarcina persoanei. Simpatic, un sistem nervos autonom, care este deosebit de important atunci când crește povară este activat, duce la o creștere a potențialelor de acțiune primite.
Va opusul, așa-numitul Sistemul nervos parasimpatic activat, mai ales în Perioade de odihnă a corpului joacă un rol, numărul potențialelor de acțiune către inimă este restrâns. Bătăile inimii încetinesc. De asemenea Medicament iar propriul corp Hormoni, precum adrenalina, afectează acest sistem.