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. Slouží k přenosu elektrického buzení a je proto elementární pro přenos podnětů.

fyziologie

Abychom pochopili akční potenciál, musíme se nejprve podívat na Klidový potenciál uvědomit si buňku. Každá vzrušující buňka v klidovém stavu má jednu. Je vytvořen Rozdíl v poplatcích mezi vnitřkem a vně Buněčná membrána a záleží na příslušné buňce, jak vysoká je. Hodnoty se zpravidla pohybují mezi -50 mV a -100 mV. Většina nervových buněk má klidový potenciál -70 mV, což znamená, že v klidovém stavu je uvnitř buněčné membrány záporně nabitá ve srovnání s vnější stranou buněčné membrány. Nyní se podíváme na vývoj akčního potenciálu pomocí nervové buňky. Zde akční potenciál způsobuje rychlý Budicí vedení v těle na velké vzdálenosti.

Začáteční pozice

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

Počáteční fáze

Buzení vyvolá buzení vyvolané podnětem. Vnitřek buňky se stává díky pozitivním iontům sodíku pozitivnější. 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 nic takového jako „malý potenciál pro akci“, ať už vznikne nebo ne. Tvar akčního potenciálu je po překročení prahové hodnoty vždy jednotný, bez ohledu na sílu stimulu.

Depolarizace

Pokud je prahová hodnota překročena, mnoho sodíkových kanálů na buněčné membráně se otevře v jednom padajícím ramenu a mnoho sodíkových iontů proudí z vnějšku do vnitřku buňky najednou. Buňka se uvnitř stává pozitivní až s přibližně +20 až +30 mV. Tato událost se také nazývá „rozšířená“ nebo „překročení“.

Repolarizace

Po dosažení maximálního rozptylu se sodíkové kanály opět uzavírají. Z tohoto důvodu se draslíkové kanály otevřou, čímž pozitivně nabité draselné ionty vytékají z buňky a vnitřek buňky se stává opět negativnějším.

Hyperpolarizace

V důsledku repolarizace není klidový potenciál nejprve dosažen a může dosáhnout hodnot až -90 mV, například v nervové buňce s klidovým potenciálem -70 mV. Tomu se říká také hyperpolarizační postpotenciál. Vyplývá to ze skutečnosti, že draslíkové kanály se uzavírají pomaleji, a tak z buňky vytékají pozitivně nabité ionty draslíku.

Původní poměr je pak obnoven pomocí sodík-draselné čerpadlo, které využívá energii k transportu tří iontů sodíku z buňky a na oplátku dva draselné ionty do buňky.

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

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

Akční potenciál v srdci

Základem elektrické stimulace v srdci je tzv. Akční potenciál. Představuje biologicky časově omezenou změnu elektrického napětí přes buněčnou membránu, která končí svalovým působením, v tomto případě srdečním rytmem. S dobou trvání přibližně 200 až 400 milisekund v závislosti na příslušné srdeční frekvenci, tj. Počtu tepů za minutu, to je Akční potenciál na srdce déle než kosterní sval nebo nervová buňka. To chrání srdce před nadměrným buzením.

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

V první fáze, takzvaný Depolarizační fáze, zvyšuje se schopnost transportu pozitivně nabitých částic sodíku. Ty nyní proudí do vnitřku buněk a vedou k jedné Zvýšení napětí od přibližně mínus 90 milivoltů do plus 30 milivoltů.

Posunem elektrického náboje do kladného rozmezí se stanou specifičtí Vápníkové kanály v srdci otevřeno. Takže jde o jednu Příliv částic vápníku do srdečních buněk. Tento druhá fáze představuje dlouhodobé, typické pro srdce Fáze plató To je místo, kde je vzrušení přenášeno a mimo jiné brání vstupu dalších nadbytečných akčních potenciálů. Zajišťuje čerpací kapacitu srdce a chrání před srdečními arytmiemi.

V třetí fáze, z Repolarizační fáze, elektrické napětí se pomalu vrací k klidovému potenciálu minus 90 milivoltů. Na rozdíl od koncentračního gradientu nad buňkou se procesem náročném na energii stává přítok aktivní Částice sodíku venku a vyzařoval Draselné části zpět do buňky transportováno. A to až do doby, kdy se původní klidový potenciál znovu vyrovná. Buňka je nyní připravena na nový akční potenciál.

Akční potenciál v sinusovém uzlu

Počátek excitace akčního potenciálu v srdci spočívá v tzv Sínusový uzel. To se nachází v pravém ušním boltci blízko soutoku nadřazené vévy cavy, která přenáší krev z horní části těla do srdce.

Sínusový uzel se skládá z modifikované svalové buňkykteré vytvářejí akční potenciál nezbytný pro vzrušení. Tvoří tedy přirozený Kardiostimulátor našeho srdce. Jedná se o rychle vzrušující buňky s přirozenou frekvencí přibližně 60 až 80 tepů za minutu. Tuto přirozenou frekvenci lze zaznamenat ve formě pulsu.

Odtud plyne výsledný akční potenciál skrz určité anatomické struktury, aby vedl ke zkracování, srdečnímu rytmu, v pracovních svalech srdce. Počet tepů za minutu lze přizpůsobit zatížení osoby. Z Soucitný, autonomní nervový systém, který je zvláště důležitý při zvyšování břemeno je aktivován, což vede ke zvýšení příchozích akčních potenciálů.
Bude opak, takzvaný Parasympatický nervový systém aktivováno, zejména v Doby odpočinku těla hraje roli, počet akčních potenciálů směrem k srdci je omezen. Tep se zpomaluje. Taky Léky a vlastní tělo Hormony, stejně jako adrenalin, ovlivňují tento systém.