Potențial de acțiune

Sinonime

Impulsul nervos, potențialul de excitație, vârful, unda de excitație, potențialul de acțiune, excitația electrică

definiție

Potențialul de acțiune este o scurtă schimbare a potențialului membranei unei celule din potențialul său de repaus. Servește pentru a transmite excitația electrică și, prin urmare, este elementar pentru transmiterea stimulilor.

fiziologie

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

Poziția de pornire

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

Faza de inițiere

O excitație, declanșată de un stimul, ajunge în celulă. Interiorul celulei devine mai pozitiv din cauza ionilor de sodiu care intră. Când se depășește o anumită valoare a pragului (în cazul celulelor nervoase aprox. - 50mV), se declanșează un potențial de acțiune. Aceasta 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 celulară se deschid într-o singură picătură și mulți ioni de sodiu curg din exterior în interiorul celulei simultan. Celula devine pozitivă în interior cu aproximativ +20 până la + 30 mV. Acest eveniment este cunoscut și sub denumirea de „răspândire” sau „depășire”.

repolarizarea

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.

hiperpolarizarea

Ca urmare a repolarizării, de obicei, potențialul de repaus nu este atins la început și poate atinge valori de până la -90 mV, de exemplu într-o celulă nervoasă cu un potențial de repaus de -70 mV. Aceasta se mai numește și hiperpolarizare postpotențială. Reiese din faptul că canalele de potasiu se închid mai lent și astfel ioni de potasiu încărcați mai pozitiv ies din celulă.

Raportul inițial este apoi restabilit de pompa sodiu-potasiu, care utilizează 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. Reiese din faptul că canalele de sodiu sunt inactive pentru o perioadă scurtă de timp după ce potențialul de acțiune a fost declanșat. Astfel, niciun potențial suplimentar de acțiune nu poate fi declanșat în „perioada refractară absolută” și un potențial suplimentar de acțiune nu poate fi declanșat decât într-o măsură limitată în timpul „perioadei refractare relative”.

Un potențial de acțiune durează aproximativ 1-2 milisecunde în celulele nervoase. Într-o celulă a mușchiului cardiac poate fi chiar câteva sute de milisecunde.

Potențial de acțiune la inimă

Baza stimulării electrice în inimă este așa-numitul potențial de acțiune. Reprezintă modificarea biologică limitată în timp a unei tensiuni electrice în întreaga membrană celulară, care se încheie într-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 numărul de bătăi cardiace pe minut, adică Potențial de acțiune asupra inimii mai mult timp decât cea a mușchiului scheletului sau a celulei nervoase. Aceasta protejează inima de supraexcitare.

Pornind de la un anumit potențial de repaus, o tensiune de bază de aproximativ minus 90 milivolți, care se aplică pe membranele celulelor, potențialul de acțiune trece prin inimă patru faze de formare a excitației. Diferite canale ionice lucrează împreună pentru a schimba tensiunea electrică din exteriorul celulelor. Acestea sunt în principal proteine ​​de transport care sunt localizate în pielea celulelor și transportă diverse particule foarte mici încărcate pe membrana lor. Acest lucru va face ca tensiunea electrică pe celulă se schimbă și astfel a format potențialul de acțiune asupra inimii.

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

Prin schimbarea sarcinii electrice în intervalul pozitiv, acestea devin specifice Canalele de calciu la inima deschis. Deci se ajunge la unul Influx de particule de calciu în celulele inimii. Acest faza a doua reprezintă de lungă durată, tipic inimii Faza de platou Acesta este locul în care emoția este transportată și împiedică, printre altele, intrarea potențialelor suplimentare de acțiune superfluă. Asigură capacitatea de pompare controlată a inimii și protejează împotriva aritmiilor cardiace.

În faza a treia, din Faza de repolarizare, tensiunea electrică revine lent spre potențialul de odihnă de minus 90 milivolți. Printr-un proces consumator de energie, contrar gradientului de concentrare de deasupra celulei, influxul devine activ Particule de sodiu înapoi 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 nivelul nodului sinusal

Originea excitației potențialului de acțiune la inimă se află în așa-numitele Nodul sinusal. Acesta este situat în auriculă dreaptă în apropierea confluenței vena cava superioară, care transportă sângele din corpul superior spre inimă.

Nodul sinusal constă din celule musculare modificatecare creează potențialele de acțiune necesare excitării. Ele îl formează astfel pe cel natural Pacemaker al inimii noastre. Acestea sunt rapid celule 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 face cursul prin anumite structuri anatomice pentru a duce la o contracție, o bătaie a inimii, în mușchii care lucrează. Numărul de bătăi pe minut poate fi adaptat la încărcarea pe persoană. Dintre Simpatic, un sistem nervos autonom care este deosebit de important atunci când crește povară este activat, duce la creșterea potențialelor de acțiune primite.
Va contrariul, așa-numitele Sistem nervos parasimpatic activat, mai ales în Perioade de odihnă a corpului joacă un rol, numărul potențialelor de acțiune față de inimă este accelerat. Bătăile inimii încetinesc. De asemenea Medicament și corpul propriu hormonii, cum ar fi adrenalina, afectează acest sistem.