Потенциал действия

Синонимы

Нервный импульс, потенциал возбуждения, спайк, волна возбуждения, потенциал действия, электрическое возбуждение

определение

Потенциал действия - это кратковременное изменение мембранного потенциала клетки по сравнению с ее потенциалом покоя. Он используется для передачи электрического возбуждения и поэтому является элементарным для передачи стимулов.

физиология

Чтобы понять потенциал действия, нужно сначала взглянуть на Потенциал отдыха осознают ячейку. Каждая возбудимая клетка в состоянии покоя имеет один. Он создан Разница в оплате между внутренней и внешней частью Клеточная мембрана и это зависит от соответствующей ячейки, насколько она высока. Как правило, значения колеблются от -50 мВ до -100 мВ. Большинство нервных клеток имеют потенциал покоя -70 мВ, что означает, что в состоянии покоя внутренняя часть клеточной мембраны заряжена отрицательно по сравнению с внешней стороной клеточной мембраны. Теперь мы рассмотрим развитие потенциала действия с помощью нервной клетки. Здесь потенциалы действия вызывают быстрый Проведение возбуждения в организме на большие расстояния.

Начальная позиция

Клетка имеет мембранный потенциал покоя, который поддерживается натриево-калиевым насосом.

Фаза инициации

Возбуждение, вызванное раздражителем, достигает клетки. Внутренняя часть клетки становится более положительной из-за поступающих ионов натрия. При превышении определенного порогового значения (в случае нервных клеток примерно - 50 мВ) срабатывает потенциал действия. Это работает по принципу «все или ничего». Это означает, что не существует такой вещи, как «небольшой потенциал для действия», либо он возникает, либо нет. Форма потенциала действия всегда остается однородной после превышения порогового значения, независимо от силы стимула.

Деполяризация

Если пороговое значение превышено, многие натриевые каналы на клеточной мембране открываются одним махом, и многие ионы натрия сразу попадают внутрь клетки извне. Ячейка становится положительной внутри примерно от +20 до + 30 мВ. Это событие также известно как «распространение» или «выброс».

Реполяризация

После достижения максимума разброса натриевые каналы снова начинают закрываться. Для этого открываются калиевые каналы, по которым положительно заряженные ионы калия выходят из клетки, и внутренняя часть клетки снова становится более отрицательной.

Гиперполяризация

В результате реполяризации потенциал покоя обычно сначала не достигается и может достигать значений до -90 мВ, например, в случае нервной клетки с потенциалом покоя -70 мВ. Это также называется гиперполяризационным постпотенциалом. Это происходит из-за того, что калиевые каналы закрываются медленнее и, таким образом, больше положительно заряженных ионов калия вытекают из клетки.

Затем исходное соотношение восстанавливается натрий-калиевым насосом, который использует энергию для транспортировки трех ионов натрия из ячейки и, в свою очередь, двух ионов калия в ячейку.

Так называемая рефрактерная фаза также важна для потенциала действия. Это происходит из-за того, что натриевые каналы неактивны в течение короткого времени после срабатывания потенциала действия. Таким образом, никакой дополнительный потенциал действия не может запускаться в течение «периода абсолютной рефрактерности», а дополнительный потенциал действия может запускаться только в ограниченной степени во время «периода относительной рефрактерности».

В нервных клетках потенциал действия длится около 1-2 миллисекунд. В клетке сердечной мышцы это может быть даже несколько сотен миллисекунд.

Потенциал действия в глубине души

В основе электростимуляции сердца лежит так называемый потенциал действия.Он представляет собой биологически ограниченное по времени изменение электрического напряжения на клеточной мембране, которое заканчивается мышечным действием, в данном случае сердцебиением. С продолжительностью от 200 до 400 миллисекунд в зависимости от соответствующей частоты сердечных сокращений, то есть количества ударов сердца в минуту, т. Е. Потенциал действия на сердце дольше чем у скелетных мышц или нервных клеток. Это защищает сердце от перевозбуждения.

Начиная с определенного потенциала покоя, базового напряжения около минус 90 милливольт, которое прикладывается к мембранам клеток, потенциал действия проходит через сердце. четыре фазы формирования возбуждения. Различные ионные каналы работают вместе, чтобы изменить электрическое напряжение снаружи клеток. В основном это транспортные белки, которые расположены в коже клеток и переносят различные очень маленькие заряженные частицы через их мембрану. Это сделает электрическое напряжение на ячейке изменяется и таким образом сформировал потенциал действия на сердце.

В первая фаза, так называемые Фаза деполяризации, способность переносить положительно заряженные частицы натрия увеличивается. Теперь они перетекают внутрь ячеек и приводят к одному Повышение напряжения примерно от минус 90 милливольт до плюс 30 милливольт.

Смещая электрический заряд в положительный диапазон, они становятся специфическими. Кальциевые каналы в глубине души открыто. Итак, дело доходит до одного Приток частиц кальция в клетки сердца. Эти вторая фаза представляет собой продолжительный типичный для сердца Фаза плато Именно здесь передается возбуждение и предотвращается, среди прочего, ввод дополнительных избыточных потенциалов действия. Он обеспечивает контролируемую насосную способность сердца и защищает от сердечных аритмий.

В третья фаза, то Фаза реполяризацииэлектрическое напряжение медленно возвращается в направлении потенциала покоя минус 90 милливольт. Из-за энергоемкого процесса, в отличие от градиента концентрации над ячейкой, приток становится активным. Частицы натрия обратно снаружи и исходил Части калия возвращаются в клетку перевезен. И так до тех пор, пока исходный потенциал покоя снова не выровняется. Теперь клетка готова к новому потенциалу действия.

Потенциал действия на синусовый узел

Возбуждающее происхождение потенциала действия в сердце лежит в так называемой Синусовый узел. Это находится в правом предсердии рядом с местом слияния верхней полой вены, по которой кровь из верхних отделов системного кровообращения транспортируется к сердцу.

Синусовый узел состоит из модифицированные мышечные клеткикоторые создают потенциалы действия, необходимые для возбуждения. Таким образом, они образуют естественный Кардиостимулятор нашего сердца. Это быстро возбудимые клетки с собственной частотой от 60 до 80 ударов в минуту. Эта собственная частота может быть зарегистрирована в виде импульса.

Отсюда результирующий потенциал действия проходит через определенные анатомические структуры, чтобы вызвать сокращение, сердцебиение, в работающих мышцах сердца. Количество ударов в минуту можно адаптировать к нагрузке на человека. В Симпатичный, автономная нервная система, что особенно важно при увеличении груз активируется, приводит к увеличению входящих потенциалов действия.
Будет наоборот, так называемый Парасимпатическая нервная система активирован, особенно в Периоды отдыха тела играет роль, количество потенциалов действия по направлению к сердцу ограничено. Сердцебиение замедляется. Также Медикамент и собственное тело Гормоны, подобно адреналину, влияют на эту систему.