Toimintapotentiaali

Synonyymit

Hermoimpulssi, virityspotentiaali, piikki, heräteaalto, toimintapotentiaali, sähköinen viritys

määritelmä

Toimintapotentiaali on lyhyt muutos solun kalvopotentiaalissa lepopotentiaalista. Sitä käytetään sähköisen virityksen välittämiseen, ja siksi se on perustekijä ärsykkeiden siirtämiselle.

fysiologia

Toimintapotentiaalin ymmärtämiseksi on ensin tarkasteltava Lepojännite tietävät solun. Jokaisella lepotilassa olevalla herättävällä solulla on yksi. Sen on luonut Ero vastuulla sisä - ja ulkopuolen välillä Solukalvo ja riippuu solusta kuinka korkea se on. Arvot vaihtelevat pääsääntöisesti välillä -50 mV ja -100 mV. Suurimmalla osalla hermosoluista lepopotentiaali on -70 mV, mikä tarkoittaa, että lepotilassa solukalvon sisäpuoli on negatiivisesti varautunut solukalvon ulkopuolelle. Tarkastellaan nyt toimintapotentiaalin kehittymistä hermosolun avulla. Tässä toimintapotentiaalit aiheuttavat nopean Virityksen johtuminen kehossa pitkiä matkoja.

Aloitusasento

Solulla on lepokalvopotentiaali, jota ylläpitää natrium-kaliumpumppu.

Aloitusvaihe

Ärsykkeen laukaisema viritys saavuttaa solun. Solun sisäpuoli muuttuu positiivisemmaksi sisäänvirtaavien natriumionien ansiosta. Jos tietty kynnysarvo ylittyy (hermosolujen kohdalla noin - 50 mV), aktivoituu toimintapotentiaali. Tämä toimii "kaikki tai ei mitään" -periaatteen mukaisesti. Tämä tarkoittaa, että ei ole olemassa sellaista asiaa kuin "pieni toimintapotentiaali", joko syntyy tai ei. Toimintapotentiaalin muoto on aina tasainen kynnysarvon ylittyessä riippumatta ärsykkeen voimakkuudesta.

Depolarisaatio

Jos kynnysarvo ylittyy, monet solukalvon natriumkanavat avautuvat yhdellä iskulla ja monet natriumionit virtaavat solun sisäpuolelle ulkopuolelta kerralla. Solusta tulee positiivinen sisällä noin +20 - + 30 mV. Tämä tapahtuma tunnetaan myös nimellä "leviäminen" tai "ylitys".

Repolarisaatio

Kun leviämisen maksimimäärä on saavutettu, natriumkanavat alkavat sulkeutua uudelleen. Tätä varten avautuvat kaliumkanavat, joiden kanssa positiivisesti varautuneet kaliumionit virtaavat ulos solusta ja solun sisäpuoli muuttuu jälleen negatiivisemmaksi.

Hyperpolarisaatio

Repolarisaation seurauksena lepopotentiaalia ei yleensä saavuteta aluksi ja se voi saavuttaa arvot jopa - 90 mV, esimerkiksi hermosolun lepopotentiaalin ollessa -70 mV. Tätä kutsutaan myös hyperpolarisoivaksi postpotentiaaliksi. Se johtuu siitä, että kaliumkanavat sulkeutuvat hitaammin ja siten positiivisemmin varautuneita kaliumioneja virtaa ulos solusta.

Alkuperäinen suhde palautetaan sitten natrium-kaliumpumpulla, joka kuluttaa energiaa kuljettaakseen kolme natriumionia solusta ja vastineeksi kaksi kaliumionia soluun.

Niin kutsuttu tulenkestävä vaihe on myös tärkeä toimintapotentiaalin kannalta. Se johtuu siitä, että natriumkanavat eivät ole aktiivisia lyhyen aikaa toimintapotentiaalin laukeamisen jälkeen. Siksi mitään lisätoimintapotentiaalia ei voida laukaista "absoluuttisen tulenkestävän jakson" aikana, ja lisätoimintapotentiaali voidaan laukaista vain rajoitetusti "suhteellisen tulenkestävän ajanjakson" aikana.

Toimintapotentiaali kestää noin 1-2 millisekuntia hermosoluissa. Sydänlihassolussa se voi olla jopa useita satoja millisekunteja.

Toimintapotentiaali sydämessä

Sydämen sähköstimulaation perusta on ns. Toimintapotentiaali.Se edustaa biologisesti ajallisesti rajoitettua muutosta solukalvon sähköjännitteessä, joka päättyy lihasten toimintaan, tässä tapauksessa sydämenlyöntiin. Kesto on noin 200-400 millisekuntia riippuen vastaavasta sykkeestä, ts. Sydämenlyöntien lukumäärästä minuutissa, Toimintapotentiaali sydämessä pidempään kuin luurankolihaksen tai hermosolun. Tämä suojaa sydäntä liialliselta herätykseltä.

Alkaen tietystä lepopotentiaalista, noin miinus 90 millivoltin perusjännitteestä, joka kohdistetaan solujen kalvoihin, toimintapotentiaali kulkee sydämen läpi kiihtymisen muodostumisen neljä vaihetta. Eri ionikanavat muuttavat yhdessä kennojen ulkopuolisen sähköjännitteen muuttamista. Nämä ovat enimmäkseen kuljetusproteiineja, jotka sijaitsevat solujen ihossa ja kuljettavat useita hyvin pieniä varautuneita hiukkasia niiden kalvon läpi. Tämä tekee kennon sähköjännite muuttuu ja muodosti siten sydämen toimintapotentiaalin.

vuonna ensimmäinen vaihe, niin kutsuttu Depolarisaatiovaihe, kyky kuljettaa positiivisesti varautuneita natriumhiukkasia kasvaa. Nämä virtaavat nyt solujen sisätilaan ja johtavat yhteen Jännityksen lisääntyminen noin miinus 90 millivoltista plus 30 millivolttiin.

Siirtämällä sähkövaraus positiiviselle alueelle, niistä tulee spesifisiä Kalsiumkanavat sydämessä avata. Joten se tulee yhteen Kalsiumhiukkasten virtaus sydänsoluihin. Nämä toinen vaihe edustaa sydämelle tyypillistä pitkäaikaista Tasangon vaihe Täällä jännitys kantaa ja estää muun muassa ylimääräisten ylimääräisten toimintapotentiaalien pääsyn. Se varmistaa sydämen hallitun pumppauskapasiteetin ja suojaa sydämen rytmihäiriöiltä.

vuonna kolmas vaihe, Repolarisaatiovaihe, sähköjännite palaa hitaasti miinus 90 millivoltin lepopotentiaalin suuntaan. Energiaa kuluttavan prosessin ansiosta päinvastoin kuin solun yläpuolella oleva pitoisuusgradientti, sisäänvirtaus aktivoituu Natriumhiukkaset takaisin ulos ja lähti Kaliumosat takaisin soluun kuljetetaan. Ja tämä kunnes alkuperäinen lepomahdollisuus on tasoittunut jälleen. Solu on nyt valmis uutta toimintapotentiaalia varten.

Toimintapotentiaali sinussolmussa

Sydämessä olevan toimintapotentiaalin virityslähde on ns Sinus-solmu. Tämä sijaitsee oikeassa korvassa lähellä ylemmän vena cavan yhtymäkohtaa, joka kuljettaa verta ylemmästä systeemisestä verenkierrosta sydämeen.

Sinusolmu koostuu muunnetut lihassolutjotka luovat kiihottamiseen tarvittavat toimintapotentiaalit. Ne muodostavat siten luonnollisen Sydämemme sydämentahdistin. Nämä ovat nopeasti herättäviä soluja, joiden luonnollinen taajuus on noin 60-80 lyöntiä minuutissa. Tämä luonnollinen taajuus voidaan rekisteröidä pulssin muodossa.

Sieltä tuloksena oleva toimintapotentiaali kulkee tietyn anatomisen rakenteensa läpi johtaakseen supistumiseen, sydämenlyöntiin, sydämen työskentelevissä lihaksissa. Lyöntien määrä minuutissa voidaan mukauttaa henkilön kuormitukseen. Sympaattinen, autonominen hermosto, joka on erityisen tärkeä kasvattaessa taakka aktivoituu, johtaa saapuvien toimintapotentiaalien kasvuun.
Onko päinvastainen, ns Parasympaattinen hermosto aktivoitu, etenkin Lepoajat kehon rooli, sydämen toimintapotentiaalien määrä on kuristettu. Syke hidastuu. Myös Lääkitys ja kehon omat Hormonit, kuten adrenaliini, vaikuttavat tähän järjestelmään.