Akční potenciál

Synonyma

Nervový impuls, excitační potenciál, hrot, excitační vlna, akční potenciál, elektrické buzení

definice

Akční potenciál je krátká změna membránového potenciálu buňky od jejího klidového potenciálu. Používá se k přenosu elektrického buzení, a proto je základní pro přenos stimulů.

fyziologie

Abychom pochopili akční potenciál, musíme se nejprve podívat na Klidový potenciál uvědomit si buňku. Každá vzrušivá buňka v klidovém stavu ji má. Je vytvořen Rozdíl v poplatcích mezi vnitřkem a vnějškem Buněčná membrána a záleží na příslušné buňce, jak je vysoká. Hodnoty zpravidla kolísají mezi -50 mV a -100 mV. Většina nervových buněk má klidový potenciál -70 mV, což znamená, že v klidovém stavu je vnitřek buněčné membrány negativně nabitý ve srovnání s vnějškem buněčné membrány. Nyní se podíváme na vývoj akčního potenciálu pomocí nervové buňky. Zde jsou akční potenciály rychlé Budicí vedení v těle na velké vzdálenosti.

Začáteční pozice

Buňka má klidový membránový potenciál, který je udržován sodno-draselnou pumpou.

Zahajovací fáze

Buňka vyvolaná stimulem dosáhne do buňky. Vnitřek buňky se stává pozitivnějším díky přílivu sodíkových iontů. Při překročení určité prahové hodnoty (v případě nervových buněk přibližně - 50 mV) se aktivuje akční potenciál. Funguje to podle principu „vše nebo nic“. To znamená, že neexistuje žádný „malý akční potenciál“, ať už vznikne, nebo nikoli. Tvar akčního potenciálu je po překročení prahové hodnoty vždy jednotný, bez ohledu na sílu stimulu.

Depolarizace

Je-li prahová hodnota překročena, mnoho sodíkových kanálů na buněčné membráně se otevře najednou a mnoho sodíkových iontů proudí do vnitřku buňky zvenčí najednou. Buňka se uvnitř stává pozitivním až do přibližně +20 až + 30 mV. Tato událost je také známá jako „šíření“ nebo „překmit“.

Repolarizace

Po dosažení maxima rozpětí se sodíkové kanály začnou znovu uzavírat. Za tímto účelem se otevřou draslíkové kanály, kterými z buňky vytékají kladně nabité ionty draslíku a vnitřek buňky se opět stává negativnějším.

Hyperpolarizace

V důsledku repolarizace se klidový potenciál obvykle nejprve nedosáhne a může dosáhnout hodnot až - 90 mV, například v případě nervové buňky s klidovým potenciálem -70 mV. Toto se také nazývá hyperpolarizující postpotenciál. Vyplývá to ze skutečnosti, že se draslíkové kanály zavírají pomaleji, a tak z buňky proudí pozitivněji nabité ionty draslíku.

Původní poměr je poté obnoven pumpou sodíku a draslíku, která pomocí energie transportuje tři ionty sodíku z buňky a na oplátku dva ionty draslíku do buňky.

Pro akční potenciál je také důležitá takzvaná žáruvzdorná fáze. Vyplývá to ze skutečnosti, že sodíkové kanály jsou neaktivní krátkou dobu po spuštění akčního potenciálu. Během „absolutní refrakterní periody“ tedy nelze aktivovat žádný další akční potenciál a další akční potenciál lze aktivovat pouze v „omezené míře“ během „relativní refrakterní periody“.

Akční potenciál trvá v nervových buňkách asi 1–2 milisekundy. V buňce srdečního svalu to může být i několik stovek milisekund.

Akční potenciál v srdci

Základem elektrické stimulace v srdci je takzvaný akční potenciál.Představuje biologicky časově omezenou změnu elektrického napětí přes buněčnou membránu, která končí akcí svalu, v tomto případě srdečním rytmem. S trváním kolem 200 až 400 milisekund v závislosti na příslušné srdeční frekvenci, tj. Počtu srdečních tepů za minutu, to je Akční potenciál na srdci déle než kosterní sval nebo nervová buňka. To chrání srdce před nadměrným vzrušením.

Počínaje určitým klidovým potenciálem, základním napětím kolem mínus 90 milivoltů, které je aplikováno na membrány buněk, protéká akční potenciál srdcem čtyři fáze formování vzrušení. Různé iontové kanály spolupracují na změně elektrického napětí na vnější straně buněk. Jedná se většinou o transportní proteiny, které se nacházejí v kůži buněk a transportují různé velmi malé nabité částice přes jejich membránu. Díky tomu bude elektrické napětí na článku se mění a tím vytvořil akční potenciál na srdci.

V první fáze, takzvaný Fáze depolarizacese zvyšuje schopnost transportovat kladně nabité částice sodíku. Ty nyní proudí do vnitřku buněk a vedou k jedné Zvýšení napětí od asi minus 90 milivoltů do plus 30 milivoltů.

Přesunutím elektrického náboje do kladného rozsahu se stanou specifickými Vápníkové kanály v srdci otevřeno. Takže na to přijde Příliv částic vápníku do srdečních buněk. Tyto druhá fáze představuje dlouhodobý typický pro srdce Fáze plató Zde se přenáší vzrušení, které mimo jiné brání vstupu dalších nadbytečných akčních potenciálů. Zajišťuje řízenou čerpací kapacitu srdce a chrání před srdečními arytmiemi.

V třetí fáze, Fáze repolarizacese elektrické napětí pomalu vrací ve směru klidového potenciálu minus 90 milivoltů. Na rozdíl od koncentračního gradientu nad buňkou se v důsledku procesu náročné na energii aktivuje přítok Sodné částice zpět ven a vyzařovala Části draslíku zpět do buňky přepravován. A to, dokud se původní klidový potenciál znovu nevyrovnal. Buňka je nyní připravena na nový akční potenciál.

Akční potenciál v sinusovém uzlu

Budicí počátek akčního potenciálu v srdci spočívá v tzv Sinusový uzel. Toto se nachází v pravém ušním boltci blízko soutoku horní duté žíly, která transportuje krev z horního systémového oběhu do srdce.

Sinusový uzel se skládá z upravené svalové buňkykteré vytvářejí akční potenciály nezbytné pro vzrušení. Tvoří tedy přirozenou Kardiostimulátor našeho srdce. Jedná se o rychle excitovatelné buňky s přirozenou frekvencí kolem 60 až 80 úderů za minutu. Tuto přirozenou frekvenci lze zaregistrovat ve formě pulzu.

Odtamtud se výsledný akční potenciál vyvíjí prostřednictvím určitých anatomických struktur, aby vedl ke kontrakci, úderu srdce v pracujících svalech srdce. Počet úderů za minutu lze přizpůsobit zatížení osoby. The Soucitný, autonomní nervový systém, který je zvláště důležitý při zvyšování zátěž je aktivován, vede ke zvýšení příchozích akčních potenciálů.
Bude opak, tzv Parasympatický nervový systém aktivováno, zejména v Doby odpočinku těla hraje roli, je omezen počet akčních potenciálů směrem k srdci. Tlukot srdce se zpomaluje. Taky Léky a tělo vlastní Hormonystejně jako adrenalin ovlivňují tento systém.