Agerande potential

synonymer

Nervimpuls, excitationspotential, spik, excitationsvåg, handlingspotential, elektrisk excitation

definition

Handlingspotentialen är en kort förändring i cellens membranpotential från dess vilopotential. Det tjänar till att överföra elektrisk excitation och är därför elementär för överföring av stimuli.

fysiologi

För att förstå handlingspotentialen måste man först titta på Vilande potential bli medveten om en cell. Varje exciterbar cell i vilotillstånd har en. Det skapas av Skillnad i ansvaret mellan insidan och utsidan av Cellmembranet och det beror på respektive cell hur hög den är. Som regel varierar värdena mellan -50 mV och -100 mV. De flesta nervceller har en vilopotential på -70 mV, vilket innebär att i vilotillståndet insidan av cellmembranet är negativt laddat jämfört med utsidan av cellmembranet. Vi tittar nu på utvecklingen av en handlingspotential med hjälp av en nervcell. Här orsakar åtgärder potential snabbt Spännande ledning i kroppen över långa avstånd.

Start position

Cellen har en vilande membranpotential, som upprätthålls av natrium-kaliumpumpen.

Initieringsfas

En excitation, utlöst av en stimulans, når cellen. Insidan av cellen blir mer positiv på grund av de inflödande natriumjonerna. När ett visst tröskelvärde överskrids (i fallet med nervceller ca - 50 mV) utlösas en handlingspotential. Detta fungerar enligt principen "allt eller inget". Det betyder att det inte finns något sådant som "lite handlingspotential", vare sig det uppstår eller inte. Handlingspotentialens form är alltid enhetlig efter att tröskelvärdet har överskridits, oavsett stimulansstyrka.

Avpolarisering

Om tröskelvärdet överskrids öppnar många natriumkanaler på cellmembranet i ett fall och många natriumjoner flödar från utsidan in i cellens inre samtidigt. Cellen blir positiv inuti med upp till ca +20 till + 30 mV. Denna händelse är också känd som "spridningen" eller "överskottet".

repolarisation

Efter det att maximala spridningen uppnåtts börjar natriumkanalerna att stängas igen. För detta öppnas kaliumkanaler, med vilka positivt laddade kaliumjoner flyter ut ur cellen och insidan av cellen blir mer negativ igen.

hyperpolarisering

Som ett resultat av ompolarisationen nås vanligtvis inte vilopotentialen till en början och kan nå värden på upp till -90 mV, till exempel i en nervcell med en vilopotential på -70 mV. Detta kallas också hyperpolariserande postpotential. Det uppstår från det faktum att kaliumkanalerna stängs långsammare och att mer positivt laddade kaliumjoner flyter ut ur cellen.

Det ursprungliga förhållandet återställs sedan av natrium-kaliumpumpen, som använder energi för att transportera tre natriumjoner ut ur cellen och i gengäld transporterar två kaliumjoner in i cellen.

Den så kallade eldfasen är också viktig för handlingspotentialen. Det beror på att natriumkanalerna är inaktiva en kort tid efter att åtgärdspotentialen har utlösts. Således kan ingen ytterligare handlingspotential utlösas under den "absoluta eldfasta perioden" och en ytterligare handlingspotential kan endast utlösas i begränsad utsträckning under den "relativa eldfasta perioden".

En handlingspotential varar cirka 1-2 millisekunder i nervceller. I en hjärtmuskelcell kan det till och med vara flera hundra millisekunder.

Åtgärdspotential i hjärtat

Grunden för elektrisk stimulering i hjärtat är den så kallade handlingspotentialen. Det representerar den biologiskt tidsbegränsade förändringen i en elektrisk spänning över cellmembranet, som slutar i en muskelverkan, i detta fall hjärtslaget. Med en varaktighet av cirka 200 till 400 millisekunder beroende på respektive hjärtfrekvens, dvs antalet hjärtslag per minut, dvs. Handlingspotential på hjärtat längre än för en skelettmuskel eller nervcell. Detta skyddar hjärtat från överexcitation.

Med utgångspunkt från en viss vilopotential, en basspänning på cirka minus 90 millivolt, som appliceras på cellens membran, rinner handlingspotentialen genom hjärtat fyra faser av upphetsningsbildning. Olika jonkanaler arbetar tillsammans för att ändra den elektriska spänningen på utsidan av cellerna. Dessa är mestadels transportproteiner som finns i hudens celler och transporterar olika mycket små laddade partiklar över deras membran. Detta kommer att göra elektrisk spänning på cellen förändras och därmed bildade handlingspotentialen på hjärtat.

I första fasen, den så kallade Depolarisationsfas, ökar förmågan att transportera positivt laddade natriumpartiklar. Dessa flyter nu in i cellerna och leder till en Ökning i spänning från cirka minus 90 millivolt till plus 30 millivolt.

Genom att flytta den elektriska laddningen till det positiva intervallet blir de specifika Kalciumkanaler i själ och hjärta öppna. Så det kommer till en Tillströmning av kalciumpartiklar i hjärtcellerna. Detta andra fas representerar det långvariga, typiskt för hjärtat Platåfas Det är här spänningen bärs och förhindrar bland annat inträde av ytterligare överflödiga actionpotentialer. Det garanterar hjärtat kontrollerad pumpkapacitet och skyddar mot hjärtarytmier.

I tredje fasen, av Ompolarisationsfas, återgår den elektriska spänningen långsamt mot vilopotentialen på minus 90 millivolt. Genom en energikrävande process, till skillnad från koncentrationsgradienten ovanför cellen, blir inflödet aktivt Natriumpartiklar tillbaka utanför och utstrålade Kaliumdelar tillbaka in i cellen transporteras. Och detta tills den ursprungliga vilopotentialen har utjämnat igen. Cellen är nu redo för en ny handlingspotential.

Handlingspotential vid sinusnoden

Det exciterande ursprunget för handlingspotentialen i hjärtat ligger i den så kallade Sinus nod. Detta är beläget i höger luftkärl nära sammanflödet av den överlägsna vena cava, som transporterar blodet från överkroppen till hjärtat.

Sinusnoden består av modifierade muskelcellersom skapar de handlingspotentialer som är nödvändiga för upphetsning. De bildar således den naturliga Pacemaker av vårt hjärta. Dessa är snabbt exciterbara celler med en naturlig frekvens av cirka 60 till 80 slag per minut. Denna naturliga frekvens kan registreras i form av puls.

Därifrån tar den resulterande handlingspotentialen sin gång via vissa anatomiska strukturer för att leda till en sammandragning, ett hjärtslag, i hjärtans arbetsmuskler. Antalet slag per minut kan anpassas till belastningen på personen. Av Sympatisk, ett autonomt nervsystem som är särskilt viktigt när man ökar börda är aktiverad, leder till en ökning av de inkommande handlingspotentialerna.
Kommer det motsatta, den så kallade Parasympatiskt nervsystem aktiverad, särskilt i Vila perioder av kroppen spelar en roll, är antalet handlingspotentialer mot hjärtat strykt. Hjärtslaget bromsar ner. Också Medicin och kroppens eget hormoner, liksom adrenalin, påverkar detta system.