Agerande potential

Synonymer

Nervimpuls, excitationspotential, spik, excitationsvåg, actionpotential, elektrisk excitation

definition

Åtgärdspotentialen är en kort förändring i cellens membranpotential från dess vilopotential. Den används för att överföra elektrisk excitation och är därför grundläggande för överföring av stimuli.

fysiologi

För att förstå handlingspotentialen måste man först titta på Vilande potential bli medveten om en cell. Varje spännande cell i vilotillstånd har en. Det skapas av Skillnad i laddning 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 -70mV, vilket innebär att i vilotillståndet är cellmembranets insida negativt laddat jämfört med cellmembranets utsida. Vi kommer nu att titta på utvecklingen av en handlingspotential med hjälp av en nervcell. Här orsakar åtgärdspotentialer en snabb Excitation 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 inflödande natriumjoner. Om ett visst tröskelvärde överskrids (när det gäller nervceller ca - 50 mV) utlöses en åtgärdspotential. Detta fungerar enligt ”allt eller inget-principen”. Det betyder att det inte finns något som "lite potential för handling", antingen uppstår det eller inte. Handlingspotentialens form är alltid enhetlig efter att tröskelvärdet har överskridits, oavsett stimulans styrka.

Avpolarisering

Om tröskelvärdet överskrids öppnas många natriumkanaler på cellmembranet i ett slag och många natriumjoner strömmar in i cellens inre från utsidan på en gång. Cellen blir positiv inuti med upp till ca +20 till + 30 mV. Denna händelse är också känd som "spread" eller "overshoot".

Ompolarisering

När den maximala spridningen har uppnåtts börjar natriumkanalerna stängas igen. För detta öppnas kaliumkanaler, med vilka positivt laddade kaliumjoner strömmar ut ur cellen och insidan av cellen blir mer negativ igen.

Hyperpolarisering

Som ett resultat av ompolarisationen uppnås vanligtvis inte vilopotentialen först och kan nå värden på upp till - 90 mV, till exempel i fallet med en nervcell med en vilopotential på -70 mV. Detta kallas också hyperpolariserande postpotential. Det härrör från det faktum att kaliumkanalerna stängs långsammare och därmed strömmar mer positivt laddade kaliumjoner 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 två kaliumjoner in i cellen.

Den så kallade eldfasta fasen är också viktig för åtgärdspotentialen. Det härrör från det faktum att natriumkanalerna är inaktiva en kort tid efter att åtgärdspotentialen har utlösts. Således kan ingen ytterligare åtgärdspotential utlösas under den "absoluta eldfasta perioden" och en ytterligare åtgärdspotential kan endast utlösas i begränsad omfattning under den "relativa eldfasta perioden".

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

Handlingspotential i hjärtat

Grunden för elektrisk stimulering i hjärtat är den så kallade åtgärdspotentialen.Det representerar den biologiskt tidsbegränsade förändringen i en elektrisk spänning över cellmembranet, som slutar i en muskelverkan, i detta fall hjärtslag. Med en varaktighet på cirka 200 till 400 millisekunder beroende på respektive puls, dvs. antalet hjärtslag per minut, det vill säga Handlingspotential i hjärtat längre än 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 cellernas membran, löper åtgärdspotentialen genom hjärtat fyra faser av upphetsning. Olika jonkanaler arbetar tillsammans för att ändra den elektriska spänningen på utsidan av cellerna. Dessa är oftast transportproteiner som ligger i cellernas hud och transporterar olika mycket små laddade partiklar över deras membran. Detta kommer att göra elektrisk spänning på cellen förändras och bildade därmed handlingspotentialen i hjärtat.

I första fasen, den så kallade Avpolarisationsfasökar förmågan att transportera positivt laddade natriumpartiklar. Dessa flyter nu in i cellernas inre och leder till en Ökad spänning från cirka minus 90 millivolt till plus 30 millivolt.

Genom att flytta den elektriska laddningen till det positiva området blir de specifika Kalciumkanaler i själ och hjärta öppna. Så det kommer till en Tillströmning av kalciumpartiklar i hjärtcellerna. Dessa andra fasen representerar den långvariga typiska för hjärtat Platåfas Det är här spänningen bärs och förhindrar bland annat inträde av ytterligare överflödiga handlingspotentialer. Det säkerställer hjärtets kontrollerade kapacitet och skyddar mot hjärtarytmier.

I tredje fasen, den Repolarisationsfas, återgår den elektriska spänningen långsamt i riktning mot vilopotentialen på minus 90 millivolt. På grund av en energikrävande process, i motsats till koncentrationsgradienten ovanför cellen, blir inflödet aktivt Natriumpartiklar tillbaka och utgick Kaliumdelar tillbaka in i cellen transporteras. Och detta tills den ursprungliga vilopotentialen har planat ut igen. Cellen är nu redo för en ny åtgärdspotential.

Åtgärdspotential vid sinusnoden

Upphetsningens ursprung för handlingspotentialen i hjärtat ligger i det så kallade Sinus nod. Detta är beläget i rätt auricle nära sammanflödet av överlägsen vena cava, som transporterar blodet från den övre systemiska cirkulationen 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 exciterande celler med en naturlig frekvens på cirka 60 till 80 slag per minut. Denna naturliga frekvens kan registreras i form av pulsen.

Därifrån tar den resulterande åtgärdspotentialen sin kurs via vissa anatomiska strukturer för att leda till en sammandragning, ett hjärtslag, i hjärtets arbetsmuskler. Antalet slag per minut kan anpassas till belastningen på personen. De Sympatisk, ett autonomt nervsystem som är särskilt viktigt när man ökar börda aktiveras, leder till en ökning av de inkommande handlingspotentialerna.
Kommer tvärtom, den så kallade Parasympatiskt nervsystem aktiverad, särskilt i Viloperioder av kroppen spelar en roll, minskas antalet handlingspotentialer mot hjärtat. Hjärtslag saktar ner. Också Medicin och kroppens egna Hormoner, som adrenalin, påverkar detta system.