Fungsi organ dan tisu badan kita bergantung kepada banyak faktor. Sesetengah sel (kardiomiosit dan saraf) bergantung kepada penghantaran impuls saraf yang dihasilkan dalam komponen sel khas atau nod. Asas impuls saraf ialah pembentukan gelombang pengujaan tertentu, dipanggil potensi tindakan.
Apakah ini?
Potensi tindakan biasanya dipanggil gelombang pengujaan yang bergerak dari sel ke sel. Oleh kerana pembentukan dan laluan melalui membran sel, perubahan jangka pendek dalam cajnya berlaku (biasanya, bahagian dalam membran bercas negatif, dan bahagian luar bercas positif). Gelombang yang dihasilkan menyumbang kepada perubahan dalam sifat saluran ion sel, yang membawa kepada pengecasan semula membran. Pada masa apabila potensi tindakan melalui membran, terdapat perubahan jangka pendek dalam casnya, yang membawa kepada perubahan dalam sifat sel.
Pembentukan gelombang ini mendasari fungsi serabut saraf, serta sistem laluan jantung.
Apabila pembentukannya terganggu, banyak penyakit berkembang, yang menjadikan penentuan potensi tindakan perlu dalamkompleks langkah diagnostik dan rawatan.
Bagaimanakah potensi tindakan terbentuk dan apakah ciri-cirinya?
Sejarah penyelidikan
Kajian tentang kejadian pengujaan dalam sel dan gentian telah dimulakan agak lama dahulu. Yang pertama menyedari kejadiannya ialah ahli biologi yang mengkaji kesan pelbagai rangsangan pada saraf tibial terdedah katak. Mereka menyedari bahawa apabila terdedah kepada larutan pekat garam meja, pengecutan otot diperhatikan.
Pada masa hadapan, penyelidikan diteruskan oleh pakar neurologi, tetapi sains utama selepas fizik yang mengkaji potensi tindakan ialah fisiologi. Ahli fisiologilah yang membuktikan kewujudan potensi tindakan dalam sel jantung dan saraf.
Sambil kita mendalami kajian potensi, kehadiran potensi rehat juga terbukti.
Dari awal abad ke-19, kaedah mula dicipta untuk mengesan kehadiran potensi ini dan mengukur magnitudnya. Pada masa ini, penetapan dan kajian potensi tindakan dijalankan dalam dua kajian instrumental - penyingkiran elektrokardiogram dan elektroensefalogram.
Mekanisme potensi tindakan
Pembentukan pengujaan berlaku disebabkan oleh perubahan dalam kepekatan intraselular ion natrium dan kalium. Biasanya, sel mengandungi lebih banyak kalium daripada natrium. Kepekatan ekstraselular ion natrium jauh lebih tinggi daripada dalam sitoplasma. Perubahan yang disebabkan oleh potensi tindakan menyumbang kepada perubahan cas pada membran, mengakibatkan pengaliran ion natrium ke dalam sel. Disebabkan inicas di luar dan di dalam sel berubah (sitoplasma dicas secara positif, dan persekitaran luaran dicas negatif.
Ini dilakukan untuk memudahkan laluan gelombang melalui sel.
Selepas gelombang dihantar melalui sinaps, cas diterbalikkan disebabkan oleh arus di dalam sel ion klorida bercas negatif. Tahap awal cas di luar dan di dalam sel dipulihkan, yang membawa kepada pembentukan potensi rehat.
Tempoh rehat dan keseronokan silih berganti. Dalam sel patologi, semuanya boleh berlaku secara berbeza, dan pembentukan AP di sana akan mematuhi undang-undang yang agak berbeza.
fasa PD
Perjalanan potensi tindakan boleh dibahagikan kepada beberapa fasa.
Fasa pertama diteruskan sehingga tahap penyahkutuban yang kritikal terbentuk (potensi tindakan melalui merangsang pelepasan perlahan membran, yang mencapai tahap maksimum, biasanya sekitar -90 meV). Fasa ini dipanggil prespike. Ia dijalankan kerana kemasukan ion natrium ke dalam sel.
Fasa seterusnya, potensi puncak (atau spike), membentuk parabola dengan sudut akut, di mana bahagian potensi menaik bermaksud depolarisasi membran (cepat), dan bahagian menurun bermaksud repolarisasi.
Fasa ketiga - potensi kesan negatif - menunjukkan penyahkutuban surih (peralihan daripada puncak penyahkutuban kepada keadaan rehat). Disebabkan oleh kemasukan ion klorida ke dalam sel.
Pada peringkat keempat, fasa positifkesan potensi, paras cas membran kembali kepada asal.
Fasa ini ditentukan oleh potensi tindakan mengikuti satu demi satu.
Fungsi potensi tindakan
Tidak dinafikan, perkembangan potensi tindakan adalah penting dalam fungsi sel tertentu. Pengujaan memainkan peranan utama dalam kerja jantung. Tanpanya, jantung hanya akan menjadi organ yang tidak aktif, tetapi disebabkan oleh penyebaran gelombang melalui semua sel jantung, ia mengecut, yang membantu untuk menolak darah melalui katil vaskular, memperkaya semua tisu dan organ dengannya.
Sistem saraf juga biasanya tidak dapat melaksanakan fungsinya tanpa potensi tindakan. Organ tidak dapat menerima isyarat untuk melaksanakan fungsi tertentu, akibatnya ia tidak berguna. Di samping itu, peningkatan dalam penghantaran impuls saraf dalam gentian saraf (kemunculan myelin dan pintasan Ranvier) memungkinkan untuk menghantar isyarat dalam beberapa pecahan sesaat, yang membawa kepada perkembangan refleks dan kesedaran. pergerakan.
Selain sistem organ ini, potensi tindakan juga terbentuk dalam banyak sel lain, tetapi di dalamnya ia hanya memainkan peranan dalam prestasi fungsi khusus sel.
Timbulnya potensi tindakan dalam hati
Organ utama yang kerjanya berdasarkan prinsip pembentukan potensi tindakan ialah jantung. Oleh kerana kewujudan nod untuk pembentukan impuls, kerja organ ini dijalankan, fungsinya adalah untuk menghantar darah ke tisu danpihak berkuasa.
Potensi tindakan dalam jantung dijana pada nod sinus. Ia terletak di pertemuan vena kava di atrium kanan. Dari sana, impuls merambat di sepanjang gentian sistem pengaliran jantung - dari nod ke persimpangan atrioventrikular. Melewati sepanjang berkas-Nya, lebih tepat lagi, di sepanjang kakinya, impuls melewati ventrikel kanan dan kiri. Dalam ketebalannya terdapat laluan yang lebih kecil - gentian Purkinje, yang melaluinya pengujaan mencapai setiap sel jantung.
Potensi tindakan kardiomiosit adalah kompaun, i.e. bergantung kepada penguncupan semua sel tisu jantung. Dengan adanya blok (parut selepas serangan jantung), pembentukan potensi tindakan terganggu, yang direkodkan pada elektrokardiogram.
Sistem saraf
Bagaimana PD terbentuk dalam neuron - sel sistem saraf. Segala-galanya dilakukan dengan lebih mudah di sini.
Impuls luaran dilihat melalui pertumbuhan sel saraf - dendrit yang dikaitkan dengan reseptor yang terletak di dalam kulit dan dalam semua tisu lain (potensi rehat dan potensi tindakan juga menggantikan satu sama lain). Kerengsaan menimbulkan pembentukan potensi tindakan di dalamnya, selepas itu impuls melalui badan sel saraf ke proses panjangnya - akson, dan daripadanya melalui sinaps ke sel lain. Oleh itu, gelombang pengujaan yang dihasilkan sampai ke otak.
Ciri sistem saraf ialah kehadiran dua jenis gentian - dilitupi dengan mielin dan tanpanya. Kejadian potensi tindakan dan penghantarannya dalam gentian yang terdapat mielin,dijalankan jauh lebih cepat daripada dalam demielin.
Fenomena ini diperhatikan disebabkan oleh fakta bahawa penyebaran AP sepanjang gentian bermielin berlaku disebabkan oleh "melompat" - impuls melompat ke atas bahagian mielin, yang, akibatnya, mengurangkan laluannya dan, dengan itu, mempercepatkan penyebarannya.
Potensi berehat
Tanpa perkembangan potensi rehat, tidak akan ada potensi tindakan. Potensi rehat difahamkan sebagai keadaan normal, tidak teruja sel, di mana cas di dalam dan di luar membrannya berbeza dengan ketara (iaitu, membran bercas positif di luar dan bercas negatif di dalam). Potensi rehat menunjukkan perbezaan antara cas di dalam dan di luar sel. Biasanya, ia berjulat dari -50 hingga -110 meV. Dalam serabut saraf, nilai ini biasanya -70 meV.
Ia disebabkan oleh penghijrahan ion klorida ke dalam sel dan penciptaan cas negatif pada bahagian dalam membran.
Apabila menukar kepekatan ion intraselular (seperti yang dinyatakan di atas), PP menggantikan PD.
Biasanya, semua sel badan berada dalam keadaan tidak teruja, jadi perubahan potensi boleh dianggap sebagai proses fisiologi yang diperlukan, kerana tanpanya sistem kardiovaskular dan saraf tidak dapat menjalankan aktiviti mereka.
Kepentingan penyelidikan tentang rehat dan potensi tindakan
Potensi rehat dan potensi tindakan membolehkan anda menentukan keadaan badan, serta organ individu.
Penetapan potensi tindakan dari jantung (elektrokardiografi) membolehkanmenentukan keadaannya, serta keupayaan fungsi semua jabatannya. Jika anda mengkaji ECG biasa, anda boleh melihat bahawa semua gigi di atasnya adalah manifestasi potensi tindakan dan potensi rehat berikutnya (masing-masing, kejadian potensi ini dalam atria memaparkan gelombang P, dan penyebaran pengujaan dalam ventrikel - gelombang R).
Bagi electroencephalogram pula, kejadian pelbagai gelombang dan irama padanya (khususnya, gelombang alfa dan beta pada orang yang sihat) juga disebabkan oleh kejadian potensi tindakan dalam neuron otak.
Kajian ini membolehkan pengesanan tepat pada masanya perkembangan proses patologi tertentu dan menentukan hampir 50 peratus daripada kejayaan rawatan penyakit asal.
