Какво се нарича потенциала за действие?

Работата на органите и тъканите на тялото ни зависи от много фактори. Някои клетки (кардиомиоцити и нерви) зависят от предаването на нервни импулси, генерирани в специални компоненти на клетки или възли. В основата нервен импулс

Какво е това?

Потенциалът на действие обикновено се нарича възбуждаща вълна, премествайки се от клетка в клетка. Поради образуването и преминаването му клетъчни мембрани има краткосрочна промяна в заряда (обикновено вътрешната страна на мембраната се зарежда отрицателно, а външната страна е положителна). Образуваната вълна допринася за промяна в свойствата на йонните канали на клетката, което води до презареждане на мембраната. В момента, когато потенциала на действие преминава през мембраната, възниква краткосрочна промяна в нейния заряд, което води до промяна в свойствата на клетката.

Образуването на тази вълна е в основата на функционирането на нервно влакно, както и системата от начини за задържане на сърцето.

Ако има нарушение на образованието му, се развиват много болести, което прави необходимостта от определяне на потенциала за действие в комплекс от медицински и диагностични мерки.

Как се формира потенциалът на действие и какво е характерно за него?

История на изследванията

Изследването на възникването на възбуда в клетките и влакната е започнало доста отдавна. Първото му появяване бе забелязано от биолози, които проучиха ефекта на различни стимули върху голия тибиален нерв на жаба. Те забелязали, че когато са изложени на концентриран разтвор на ядивна сол, се наблюдава мускулна контракция.

По-нататъшни проучвания бяха продължени от невролози, но основната наука след физика, която изучава потенциала за действие, е физиологията. Физиолозите доказаха съществуването на потенциала за действие в клетките на сърцето и нервите.

С задълбочаването на изследването на потенциала беше доказано наличието и потенциалът на почивка.

От началото на XIX век са създадени методи, които позволяват да се регистрира наличието на тези потенциали и да се измерва тяхната величина. Понастоящем фиксирането и изследването на потенциала на действие се извършва в две инструментални изследвания - отстраняването на електрокардиограмите и електроенцефалограмите.

Механизъм на действие

Образуването на възбуждане се дължи на промяна в междуклетъчната концентрация на натриеви и калиеви йони. Обикновено клетката съдържа повече калий, отколкото натрий. Извънклетъчната концентрация на натриеви йони е много по-голяма, отколкото в цитоплазмата. Промените, причинени от потенциала за действие, допринасят за промяна в заряда на мембраната, което води до поток от натриеви йони в клетката. Поради това таксите се различават отвън и отвътре клетки (цитоплазма се зарежда позитивно, а външната среда е отрицателна.

Това се прави, за да се улесни преминаването на вълната през клетката.

След като вълната се предаде чрез синапса, зарядът се възстановява от тока вътре в клетката на отрицателно заредени хлорни йони. Първоначалните нива на заряда се възстановяват извън клетката и в нея, което води до образуване на потенциала за почивка.

Периодите на почивка и възбуда се редуват. В една патологична клетка всичко може да се случи по различен начин, а формирането на PD ще бъде предмет на малко различни закони.

Фази на PD

Потокът на потенциала за действие може да бъде разделен на няколко фази.

Първата фаза настъпва преди формирането критично ниво на деполяризация (потенциалът за преминаване се стимулира от бавно изхвърляне на мембраната, което достига максимално ниво, обикновено около -90 meV). Тази фаза се нарича "предварително". Тя се извършва благодарение на навлизането на натриеви йони в клетката.

Следващата фаза - връх потенциал (или шип) образува парабола с малък ъгъл, където изгряването на потенциални средства мембрана деполяризация (бързо) и низходяща част - реполяризация.

Третата фаза - отрицателният потенциал за проследяване - показва следи от деполяризация (прехода от пика на деполяризацията до състоянието на почивка). Поради вкарването на хлоридни йони в клетката.

На четвъртия етап, фазата на положителния следи потенциал, нивата на заряд на мембраната се връщат към оригиналния.

Тези фази, дължащи се на потенциала за действие, стриктно следват един след друг.

Функции на потенциала за действие

Несъмнено развитието на потенциала за действие е важно за функционирането на определени клетки. В работата на сърцето възбуждането играе важна роля. Без това, сърцето би просто неактивен тяло, но поради разпространението на всички клетки на сърцето е неговата редукция, което допринася да прокара кръвта през съдовия леглото, че обогатяването на всички тъкани и органи.

Нервна система също не може да изпълнява нормално своята функция без потенциал за действие. Органите не могат да получават сигнали, за да изпълняват определена функция, в резултат на което биха били просто безполезни. В допълнение, подобряване на предаване на нервните импулси на нервни влакна (появата на миелин и възли на Ranvier), за да предава сигнал в рамките на няколко секунди, което доведе до развитието на рефлекси и съзнателно движение.

В допълнение към тези системи от органи, потенциала за действие също се формира в много други клетки, но в тях тя играе роля само в изпълнението на специфичните функции на клетката.

Появата на потенциала за действие в сърцето

Основното тяло, чиято работа се основава на принципа на формиране на потенциала за действие, е сърцето. Поради съществуването на възли за образуване на импулси, работата на този орган се изпълнява, чиято функция е да предава кръвта на тъканите и органите.

Появата на потенциала за действие в сърцето се осъществява в синусовия възел. То се намира в точката на сливане на кухи вени в десния атриум. Оттам пулсът се разпространява през влакната на проводимата система на сърцето - от възела до атриовентрикуларното кръстовище. Преминаване през пакета на Неговите, по-точно, на краката му, импулсът преминава към дясната и лявата камера. В тяхната дебелина има по-малки пътища на поведение - Purkinje влакна, през които възбуждането достига всяка сърдечна клетка.

Потенциалното действие на кардиомиоцитите е съставна, т.е. зависи от намаляването на всички клетки на сърдечната тъкан. Ако има блок (белег след инфаркт), образуването на потенциала на действие е нарушено, което се фиксира на електрокардиограмата.

Нервна система

Как се образува PD в невроните - клетки на нервната система. Тук всичко е малко по-лесно.

Външният импулс се възприема от процесите на нервните клетки - дендритите, свързани с рецепторите, намиращи се както в кожата, така и във всички останали тъкани (потенциалът за почивка и потенциалът за действие също се заместват помежду си). Стимулиране предизвиква образуването на потенциал на действие в тях, след което импулс през тялото на нервната клетка е в дълго рамо - аксон, и от там през синапси - към други клетки. По този начин генерираната възбуждаща вълна достига до мозъка.

Характерна особеност на нервната система е наличието на два вида влакна - покрити с миелин и без него. Наличието на потенциала за действие и неговото предаване в тези влакна, където има миелин, е много по-бързо, отколкото в демиелинизираното.

Това явление се наблюдава поради факта, че разпространението на PD миелираните влакна резултати от "прескочи" - импулс прескача порции миелин, в резултат на което намалява пътя си и съответно ускорява разпространението.

Потенциал за почивка

Без развитието на потенциала за почивка няма да има потенциал за действие. При незадействано потенциал реализира нормално, спокоен глас състояние на клетката, в която таксите на вътрешната и външната страна на мембраната се различават значително (т.е. извън мембраната е положително заредена и вътре - отрицателен). Остатъчният потенциал показва разликата между зарядите вътре и извън клетката. Обикновено тя е от -50 до -110 meV. В нервните влакна тази стойност обикновено е -70 meV.

То се причинява от миграцията на хлоридни йони в клетката и от създаването на отрицателен заряд от вътрешната страна на мембраната.

Когато се променя концентрацията на вътреклетъчните йони (както е споменато по-горе), РР замества PD.

Обикновено, всички клетки на тялото, са в основното състояние, така че потенциалната промяна може да се счита физиологично необходим процес, защото без тях не би било в състояние да работи сърдечно-съдовата и нервната системи.

Значението на изследването на потенциала за почивка и действие

Остатъчният потенциал и потенциалът на действие позволяват да се определи състоянието на организма, както и отделните органи.

Поемане на ангажимент за действие потенциал на сърцето (ЕКГ), за да се определи неговото състояние и функционалния капацитет на всички свои отдели. Ако проучването е нормална ЕКГ, тя може да се види, че всички зъби на него е проява на потенциала на действие и след това почивка потенциал (съответно, поява на данни предсърдни потенциали показва вълната P и разпространението на възбуждане и в камерите - зъб R).

По отношение на електроенцефалограмата, че върху него появата на различни вълни и ритми (по-специално, алфа и бета вълни в здрав човек) се дължи на наличието на акционни потенциали в невроните на мозъка.

Представените изследвания позволяват да се разкрие във времето развитието на този или онзи патологичен процес и да причини практически до 50% от успешното лечение на първоначалната болест.