Akčný potenciál

Synonymá

Nervový impulz, excitačný potenciál, hrot, excitačná vlna, akčný potenciál, elektrické budenie

definícia

Akčný potenciál je krátka zmena potenciálu bunkovej membrány od jej pokojového potenciálu. Používa sa na prenos elektrického excitácie, a preto je základný pre prenos stimulov.

fyziológia

Aby sme pochopili akčný potenciál, musíme sa najskôr pozrieť na Oddychový potenciál uvedomiť si bunku. Každá excitabilná bunka v pokojovom stave ju má. Je tvorený Rozdiel v poplatkoch medzi vnútornou a vonkajšou stranou Bunková membrána a záleží na príslušnej bunke, aká je vysoká. Hodnoty spravidla kolíšu medzi -50 mV a -100 mV. Väčšina nervových buniek má pokojový potenciál -70 mV, čo znamená, že v pokojovom stave je vnútro bunkovej membrány negatívne nabité v porovnaní s vonkajšou stranou bunkovej membrány. Teraz sa pozrieme na vývoj akčného potenciálu pomocou nervovej bunky. Tu sú akčné potenciály rýchle Budiace vedenie v tele na veľké vzdialenosti.

Východisková pozícia

Bunka má pokojový membránový potenciál, ktorý je udržiavaný sodno-draselnou pumpou.

Počiatočná fáza

K bunke sa dostane excitácia vyvolaná stimulom. Vnútro bunky sa stáva pozitívnejším v dôsledku vtekajúcich iónov sodíka. Ak dôjde k prekročeniu určitej prahovej hodnoty (v prípade nervových buniek približne - 50 mV), spustí sa akčný potenciál. Funguje to podľa princípu „všetko alebo nič“. To znamená, že neexistuje „malý akčný potenciál“, buď už vznikne, alebo nie. Tvar akčného potenciálu je po prekročení prahovej hodnoty vždy jednotný, bez ohľadu na silu stimulu.

Depolarizácia

Ak dôjde k prekročeniu prahovej hodnoty, mnoho sodíkových kanálov na bunkovej membráne sa otvorí naraz a veľa sodíkových iónov prúdi zvonku do vnútra bunky. Bunka sa stáva pozitívnou vo vnútri až do približne +20 až + 30 mV. Táto udalosť je známa aj ako „šírenie“ alebo „prekročenie“.

Repolarizácia

Po dosiahnutí maxima šírenia sa sodíkové kanály opäť začnú uzatvárať. Za týmto účelom sa otvárajú draslíkové kanály, s ktorými vytekajú kladne nabité draselné ióny z bunky a vnútro bunky sa stáva opäť negatívnejším.

Hyperpolarizácia

V dôsledku repolarizácie sa pokojový potenciál zvyčajne spočiatku nedosahuje a môže dosiahnuť hodnoty až - 90 mV, napríklad v prípade nervovej bunky s pokojovým potenciálom –70 mV. Toto sa nazýva aj hyperpolarizačný postpotenciál. Vyplýva to zo skutočnosti, že sa draslíkové kanály uzatvárajú pomalšie a z bunky tak prúdia kladnejšie nabité ióny draslíka.

Pôvodný pomer potom obnoví pumpa sodíka a draslíka, ktorá pomocou energie prenáša tri ióny sodíka z bunky a na oplátku dva ióny draslíka do bunky.

Pre akčný potenciál je dôležitá aj takzvaná refraktérna fáza. Vyplýva to zo skutočnosti, že sodíkové kanály sú neaktívne krátko po spustení akčného potenciálu. Počas „absolútnej refraktérnej periódy“ teda nemožno spustiť žiadny ďalší akčný potenciál a ďalší „akčný potenciál“ sa dá aktivovať iba v „obmedzenej miere“ počas „relatívnej refraktérnej periódy“.

Akčný potenciál trvá v nervových bunkách asi 1 - 2 milisekundy. V bunke srdcového svalu to môže byť aj niekoľko stoviek milisekúnd.

Akčný potenciál v jadre

Základom elektrickej stimulácie v srdci je takzvaný akčný potenciál.Predstavuje biologicky časovo obmedzenú zmenu elektrického napätia cez bunkovú membránu, ktorá končí pôsobením svalu, v tomto prípade srdcovým rytmom. S trvaním okolo 200 až 400 milisekúnd v závislosti od príslušnej srdcovej frekvencie, t. J. Počtu úderov srdca za minútu, to je Akčný potenciál na srdci dlhšie ako kostrového svalu alebo nervových buniek. Chráni srdce pred nadmerným vzrušením.

Akčný potenciál vychádza z určitého pokojového potenciálu, základného napätia okolo mínus 90 milivoltov, ktoré sa privádza na membrány buniek, a prechádza srdcom. štyri fázy formovania vzrušenia. Rôzne iónové kanály spolupracujú na zmene elektrického napätia na vonkajšej strane buniek. Väčšinou sa jedná o transportné proteíny, ktoré sa nachádzajú v koži buniek a prenášajú rôzne veľmi malé nabité častice cez ich membránu. Toto urobí elektrické napätie na článku sa mení a tým formoval akčný potenciál na srdci.

V prvá fáza, takzvaný Fáza depolarizácie, zvyšuje sa schopnosť transportu pozitívne nabitých častíc sodíka. Tie teraz prúdia do vnútra buniek a vedú do jednej Zvýšenie napätia od asi mínus 90 milivoltov do plus 30 milivoltov.

Posunom elektrického náboja do kladného rozsahu sa stávajú špecifickými Vápnikové kanály v srdci otvorené. Takže k jednej dôjde Príliv častíc vápnika do srdcových buniek. Títo druhá fáza predstavuje dlhotrvajúci typický pre srdce Fáza plató To je miesto, kde sa prenáša vzrušenie a zabraňuje okrem iného vstupu ďalších nadbytočných akčných potenciálov. Zaisťuje riadenú čerpaciu kapacitu srdca a chráni pred srdcovými arytmiami.

V tretia fáza, Fáza repolarizácie, elektrické napätie sa pomaly vracia v smere pokojového potenciálu mínus 90 milivoltov. Na základe procesu náročného na energiu sa na rozdiel od koncentračného gradientu nad bunkou prítok stáva aktívnym Častice sodíka späť von a vychádzali Časti draslíka späť do bunky prepravované. A to dovtedy, kým sa pôvodný potenciál odpočinku opäť nezrovná. Bunka je teraz pripravená na nový akčný potenciál.

Akčný potenciál v sínusovom uzle

Excitačný pôvod akčného potenciálu v srdci spočíva v tzv Sínusový uzol. Toto sa nachádza v pravom ušnom viečku blízko sútoku hornej dutej žily, ktorá transportuje krv z horného systémového obehu do srdca.

Sínusový uzol pozostáva z upravené svalové bunkyktoré vytvárajú akčné potenciály potrebné na vzrušenie. Tvoria tak prirodzenú Kardiostimulátor nášho srdca. Jedná sa o rýchlo excitovateľné bunky s prirodzenou frekvenciou okolo 60 až 80 úderov za minútu. Túto prirodzenú frekvenciu je možné zaregistrovať vo forme impulzu.

Odtiaľ vedie výsledný akčný potenciál prostredníctvom určitých anatomických štruktúr, aby viedol k kontrakcii, srdcovému rytmu, v pracovných svaloch srdca. Počet úderov za minútu sa dá prispôsobiť záťaži človeka. The Sympatický, autonómny nervový systém, ktorý je obzvlášť dôležitý pri zvyšovaní bremeno je aktivovaný, vedie k zvýšeniu prichádzajúcich akčných potenciálov.
Bude opak, tzv Parasympatický nervový systém aktivované, najmä v Doby odpočinku tela zohráva úlohu, je obmedzený počet akčných potenciálov smerom k srdcu. Tep sa spomalí. Tiež Lieky a telo vlastné Hormóny, podobne ako adrenalín, ovplyvňujú tento systém.