Kehomme elinten ja kudosten toiminta riippuu monista tekijöistä. Jotkut solut (sydänlihassolut ja hermot) ovat riippuvaisia erityisissä solukomponenteissa tai -solmuissa syntyneiden hermoimpulssien välittämisestä. Hermoimpulssin perusta on tietyn viritysaallon, jota kutsutaan toimintapotentiaaliksi, muodostuminen.
Mikä tämä on?
Aktiopotentiaalia kutsutaan yleisesti viritysa altoksi, joka liikkuu solusta toiseen. Sen muodostumisesta ja solukalvojen läpikulusta johtuen niiden varauksessa tapahtuu lyhytaikainen muutos (normaalisti kalvon sisäpuoli on negatiivisesti varautunut ja ulkopuoli positiivisesti varautunut). Muodostunut a alto vaikuttaa solun ionikanavien ominaisuuksien muutokseen, mikä johtaa kalvon uudelleenlatautumiseen. Sillä hetkellä, kun toimintapotentiaali kulkee kalvon läpi, sen varauksessa tapahtuu lyhytaikainen muutos, mikä johtaa muutokseen solun ominaisuuksissa.
Tämän aallon muodostuminen on hermosäidun toiminnan sekä sydämen polkujärjestelmän taustalla.
Kun sen muodostuminen häiriintyy, kehittyy monia sairauksia, minkä vuoksi toimintapotentiaalin määrittäminen on välttämätöntädiagnostisten ja hoitotoimenpiteiden kompleksi.
Miten toimintapotentiaali muodostuu ja mikä sille on ominaista?
Tutkimushistoria
Soluissa ja kuiduissa tapahtuvan virittymisen tutkiminen aloitettiin jo kauan sitten. Ensimmäiset sen esiintymisen huomasivat biologit, jotka tutkivat erilaisten ärsykkeiden vaikutuksia sammakon paljastuneeseen sääriluun hermoon. He huomasivat, että kun ne altistettiin väkevälle ruokasuolaliuokselle, havaittiin lihasten supistumista.
Tulevaisuudessa tutkimusta jatkoivat neurologit, mutta pääasiallinen toimintapotentiaalia tutkiva tiede fysiikan jälkeen on fysiologia. Fysiologit osoittivat toimintapotentiaalin olemassaolon sydänsoluissa ja hermoissa.
Kun syventyimme potentiaalien tutkimukseen, myös lepopotentiaalin olemassaolo todettiin.
1800-luvun alusta lähtien alettiin luoda menetelmiä näiden potentiaalien havaitsemiseksi ja niiden suuruuden mittaamiseksi. Tällä hetkellä toimintapotentiaalien kiinnittämistä ja tutkimusta tehdään kahdessa instrumentaalitutkimuksessa - EKG- ja aivoaivokuvien poistossa.
Toimintapotentiaalimekanismi
Eritaatio muodostuu natrium- ja kalium-ionien solunsisäisten pitoisuuksien muutoksista. Normaalisti solu sisältää enemmän kaliumia kuin natriumia. Natrium-ionien ekstrasellulaarinen pitoisuus on paljon korkeampi kuin sytoplasmassa. Aktiopotentiaalin aiheuttamat muutokset vaikuttavat kalvon varauksen muutoksiin, mikä johtaa natriumionien virtaamiseen soluun. Tämän takiavaraukset solun ulkopuolella ja sisällä muuttuvat (sytoplasma on varautunut positiivisesti ja ulkoinen ympäristö negatiivisesti.
Tämä tehdään helpottamaan aallon kulkua solun läpi.
Kun a alto on siirretty synapsin läpi, varaus kääntyy negatiivisesti varautuneiden kloridi-ionien kennon sisällä olevan virran vuoksi. Varauksen alkutasot solun ulkopuolella ja sisällä palautuvat, mikä johtaa lepopotentiaalin muodostumiseen.
Lepo- ja jännitysjaksot vuorottelevat. Patologisessa solussa kaikki voi tapahtua eri tavalla, ja siellä AP:n muodostuminen noudattaa hieman erilaisia lakeja.
PD-vaiheet
Aktiopotentiaalin kulku voidaan jakaa useisiin vaiheisiin.
Ensimmäinen vaihe etenee, kunnes muodostuu kriittinen depolarisaation taso (vähittävä toimintapotentiaali stimuloi kalvon hidasta purkausta, joka saavuttaa maksimitason, yleensä noin -90 meV). Tätä vaihetta kutsutaan prespikiksi. Se suoritetaan johtuen natrium-ionien pääsystä soluun.
Seuraava vaihe, huippupotentiaali (tai piikki), muodostaa teräväkulmaisen paraabelin, jossa potentiaalin nouseva osa tarkoittaa kalvon depolarisaatiota (nopeaa) ja laskeva osa repolarisaatiota.
Kolmas vaihe - negatiivinen jälkipotentiaali - näyttää jälkidepolarisaation (siirtymä depolarisaation huipusta lepotilaan). Syynä on kloridi-ionien pääsy soluun.
Neljännessä vaiheessa, positiivisuuden vaihejälkipotentiaali, kalvon varaustasot palautuvat alkuperäisille.
Nämä toimintapotentiaalin määräämät vaiheet seuraavat tiukasti peräkkäin.
Toimintapotentiaaliset toiminnot
Epäilemättä toimintapotentiaalin kehittyminen on tärkeää tiettyjen solujen toiminnassa. Kiinnityksellä on tärkeä rooli sydämen työssä. Ilman sitä sydän olisi yksinkertaisesti passiivinen elin, mutta johtuen aallon etenemisestä sydämen kaikkien solujen läpi, se supistuu, mikä auttaa työntämään verta verisuonikerroksen läpi rikastaen sillä kaikkia kudoksia ja elimiä.
Hermosto ei myöskään pystyisi normaalisti hoitamaan tehtäväänsä ilman toimintapotentiaalia. Elimet eivät voineet vastaanottaa signaaleja suorittaakseen tietyn toiminnon, minkä seurauksena ne olisivat yksinkertaisesti hyödyttömiä. Lisäksi hermoimpulssin välityksen parantuminen hermosäikeissä (myeliinin ja Ranvierin sieppausten esiintyminen) mahdollisti signaalin lähettämisen sekunnin murto-osissa, mikä johti refleksien ja tajunnan kehittymiseen. liikkeet.
Näiden elinjärjestelmien lisäksi toimintapotentiaali muodostuu myös monissa muissa soluissa, mutta niissä sillä on rooli vain solun erityisten toimintojen suorittamisessa.
Aktiopotentiaalin nousu sydämessä
Pääelin, jonka toiminta perustuu toimintapotentiaalin muodostumisen periaatteeseen, on sydän. Impulssien muodostamiseen tarkoitettujen solmujen olemassaolon vuoksi tämän elimen työ suoritetaan, jonka tehtävänä on toimittaa verta kudoksiin javiranomaiset.
Sydämen toimintapotentiaali syntyy sinussolmukkeessa. Se sijaitsee onttolaskimon yhtymäkohdassa oikeassa eteisessä. Sieltä impulssi etenee sydämen johtamisjärjestelmän kuituja pitkin - solmusta eteiskammioliitokseen. Kulkiessaan His-nippua, tarkemmin sanottuna sen jalkoja pitkin, impulssi siirtyy oikeaan ja vasempaan kammioon. Paksuudessaan on pienempiä polkuja - Purkinje-kuituja, joiden kautta viritys saavuttaa sydämen jokaisen solun.
Sydänlihassolujen toimintapotentiaali on yhdiste, ts. riippuu sydänkudoksen kaikkien solujen supistumisesta. Tukos (sydänkohtauksen jälkeinen arpi) on häiriintynyt toimintapotentiaalin muodostumisessa, mikä kirjataan EKG:iin.
Hermosto
Miten PD muodostuu hermosoluissa - hermoston soluissa. Täällä kaikki tehdään hieman helpommin.
Ulkoinen impulssi havaitaan hermosolujen kasvusta - dendriiteistä, jotka liittyvät sekä ihossa että kaikissa muissa kudoksissa sijaitseviin reseptoreihin (lepopotentiaali ja toimintapotentiaali myös korvaavat toisensa). Ärsytys provosoi niissä toimintapotentiaalin muodostumista, jonka jälkeen impulssi kulkee hermosolun läpi sen pitkälle prosessille - aksoniin ja siitä synapsien kautta muihin soluihin. Siten synnytetty viritysa alto saavuttaa aivot.
Hermoston ominaisuus on kahdentyyppisten kuitujen läsnäolo - myeliinillä peitetty ja ilman sitä. Aktiopotentiaalin esiintyminen ja sen siirtyminen kuituissa, joissa on myeliiniä,suoritetaan paljon nopeammin kuin demyelinisoidussa.
Tämä ilmiö havaitaan johtuen siitä, että AP:n eteneminen myelinoituneita kuituja pitkin tapahtuu "hyppyjen" vuoksi - impulssi hyppää myeliiniosien yli, mikä vähentää sen reittiä ja vastaavasti kiihtyy. sen leviäminen.
Lepopotentiaali
Ilman lepopotentiaalin kehittämistä ei olisi toimintapotentiaalia. Lepopotentiaali ymmärretään solun normaaliksi, virittymättömäksi tilaksi, jossa sen kalvon sisällä ja ulkopuolella olevat varaukset ovat merkittävästi erilaisia (eli kalvo on positiivisesti varautunut ulkoa ja negatiivisesti varautunut sisältä). Lepopotentiaali näyttää eron solun sisällä ja sen ulkopuolella olevien varausten välillä. Normaalisti se vaihtelee -50 - -110 meV. Hermosäikeissä tämä arvo on yleensä -70 meV.
Se johtuu kloridi-ionien kulkeutumisesta soluun ja negatiivisen varauksen muodostumisesta kalvon sisäpuolelle.
Kun solunsisäisten ionien pitoisuutta muutetaan (kuten edellä mainittiin), PP korvaa PD:n.
Normaalisti kaikki kehon solut ovat virittymättömässä tilassa, joten potentiaalien muutosta voidaan pitää fysiologisesti välttämättömänä prosessina, koska ilman niitä sydän- ja verisuoni- ja hermosto ei pystyisi suorittamaan toimintaansa.
Lepo- ja toimintapotentiaalin tutkimuksen merkitys
Lepopotentiaalin ja toimintapotentiaalin avulla voit määrittää kehon ja yksittäisten elinten tilan.
Aktiopotentiaalin kiinnittäminen sydämestä (sähkökardiografia) mahdollistaamäärittää sen kunnon sekä kaikkien sen osastojen toimintakyvyn. Jos tutkit normaalia EKG:tä, voit nähdä, että kaikki sen hampaat ovat ilmentymä toimintapotentiaalista ja sitä seuraavasta lepopotentiaalista (vastaavasti näiden potentiaalien esiintyminen eteisessä näyttää P-aallon ja virityksen leviämisen kammiot - R-a alto).
Sähköaivokäyrän os alta erilaisten a altojen ja rytmien esiintyminen siinä (erityisesti alfa- ja beeta-aallot terveellä ihmisellä) johtuu myös toimintapotentiaalien esiintymisestä aivohermosoluissa.
Nämä tutkimukset mahdollistavat tietyn patologisen prosessin kehittymisen havaitsemisen ajoissa ja määrittävät lähes 50 prosenttia alkuperäisen taudin onnistuneesta hoidosta.
