Fyziologie. Kritická úroveň depolarizace

Všechna nervová aktivita úspěšně funguje v důsledku střídání fází odpočinku a excitability. Poruchy polarizačního systému narušují elektrickou vodivost vláken. Ale kromě nervových vláken existují další excitabilní tkáně - endokrinní a svalnaté.

Budeme však zvažovat vlastnosti tkání, které se provádějí, a na příkladu procesu excitace organických buněk, popíšeme význam kritické úrovně depolarizace. Fyziologie nervové aktivity je úzce spjata s indexy elektrického náboje uvnitř i vně nervové buňky.

Pokud je jedna elektroda připojena k vnějšímu plášti axonu a druhá k její vnitřní části, pak je viditelný rozdíl potenciálu. Elektrická aktivita nervových drah je založena na tomto rozdílu.

Jaký je potenciál pro odpočinek a potenciál akce?

Všechny buňky nervový systém jsou polarizovány, to znamená, že mají různé elektrické náboje uvnitř a vně speciální membrány. Nervová buňka má vždy svou vlastní lipoproteinovou membránu, která má funkci bioelektrického izolátoru. Díky membránám je vytvořen klidový potenciál v buňce, který je nezbytný pro následnou aktivaci.

Zbytkový potenciál je udržován transportem iontů. Výtěžnost iontů draslíku a vstup chloru zvyšuje potenciál pro odpočinek membrány.

Akční potenciál se hromadí ve fázi depolarizace, tj. V nárůstu elektrického náboje.

Fáze akčního potenciálu. Fyziologie

Depolarizace ve fyziologii znamená snížení membránového potenciálu. Depolarizace je základem vzniku excitability, tj. Akčního potenciálu pro nervovou buňku. Když dosáhne kritické úrovně depolarizace, ne, ani silný podnět je schopen způsobit reakce nervových buněk. Sodík je velmi uvnitř axonu.

Bezprostředně po této fázi následuje fáze relativní excitability. Odpověď je již možná, ale pouze na silném stimulačním signálu. Relativní excitabilita pomalu proniká do fáze exaltace. Co je exaltace? To je vrchol excitability tkání.

Po celou tuto dobu jsou sodíkové kanály aktivace uzavřeny. A jejich objevení se stane teprve tehdy nervové vlákno vypuštěn. K obnovení negativního náboje uvnitř vlákna je zapotřebí repolarizace.

Co znamená kritická úroveň depolarizace?

Takže excitabilita je ve fyziologii schopnosti buňky nebo tkáně reagovat na podnět a vytvářet nějaký druh impulsu. Jak jsme zjistili, práce s buňkami vyžaduje určitý náboj - polarizaci. Akumulování poplatku z mínus na plus se nazývá depolarizace.

Po depolarizaci pokračuje repolarizace. Náplň uvnitř po excitační fázi by měla být opět negativní, aby se buňka mohla připravit na další reakci.

Pokud je hodnota voltmetru nastavena na 80 - to je fáze odpočinek. Vyskytuje se po ukončení repolarizace a pokud přístroj vykazuje pozitivní hodnotu (větší než 0), fáze inverzní repolarizace se blíží k maximální úrovni - kritické úrovni depolarizace.

Jak se přenášejí impulsy z nervových buněk do svalů?

Elektrické impulsy, ke kterým dochází při vzrušení membrány, se přenášejí podél nervových vláken vysokou rychlostí. Rychlost signálu je vysvětlena strukturou axonu. Axon je částečně obalen pláštěm. A mezi místy s myelinem jsou intercepty Ranvier.

Díky tomuto uspořádání nervových vláken se pozitivní náboj střídá s negativním a depolarizační proud se prakticky současně šíří po celé délce axonu. Signál kontrakce přichází do svalu ve zlomek sekundy. Takovýto indikátor jako kritická úroveň depolarizace membrány znamená, že značka, při které je dosažen špičkový potenciál účinku. Po kontrakci svalů podél celého axonu se už začala repolarizace.

Co se děje s depolarizací?

Co znamená takový ukazatel jako kritická úroveň depolarizace? To ve fyziologii znamená, že nervové buňky jsou již připraveny k práci. Správné fungování celého těla závisí na normální a včasné změně fází akčního potenciálu.

Kritická úroveň (LUD) je přibližně 40-50 Mv. V tomto okamžiku se elektrické pole kolem membrány snižuje. Stupeň polarizace přímo závisí na tom, kolik sodíkových kanálů je buňka otevřená. Kůň v tuto chvíli ještě není připraven odpovědět, ale shromažďuje elektrický potenciál. Toto období se nazývá absolutní refrakternost. Fáze trvá pouze 0,004 s v nervových buňkách a v kardiomyocytech - 0,004 s.

Po absolvování kritické úrovně depolarizace nastává nadměrná excitabilita. Nervové buňky mohou reagovat i na působení podtřížného podnětu, tj. Relativně slabého účinku média.

Funkce sodíkových a draslíkových kanálů

Takže důležitým účastníkem procesů depolarizace a repolarizace je proteinový iontový kanál. Rozumíme tomu, co tento koncept znamená. Iontové kanály jsou proteinové makromolekuly uvnitř plazmatické membrány. Když jsou otevřené, mohou procházet ionicemi anorganického původu. Proteinové kanály mají filtr. Prostřednictvím sodíkového kanálu prochází pouze sodík, přes tento draselný element.

Tyto elektricky řízené kanály mají dvě brány: jednu aktivaci, schopnost přenášet ionty, další inaktivaci. V době, kdy je potenciál spočívající v opotřebení membrány -90 mV, je brána uzavřená, ale při nástupu depolarizace se sodíkové kanály pomalu otvírají. Zvyšování potenciálu vede k ostré uzavření letáků kanálu.

Faktor, který ovlivňuje aktivaci kanálů, je excitabilita buněčné membrány. Pod vlivem elektrické excitability jsou spuštěny dva typy iontových receptorů:

• ligand receptorů je aktivován - pro chemicky závislé kanály;
• elektrický signál je aplikován na elektricky řízené kanály.

Když kritická úroveň depolarizace membrány dosáhne buněk, receptory dávají signál, že všechny sodíkové kanály musí být uzavřeny a draslíkové kanály se začínají otvírat.

Čerpadlo sodíku a draslíku

Procesy přenosu excitačního pulsu jsou všude procházeny elektrickou polarizací, která je realizována pohybem iontů sodíku a draslíku. Pohyb prvků je založen na principu aktivní přeprava ionty - 3 Na⁺ Uvnitř a 2 K⁺ out. Tento mechanismus výměny se nazývá čerpadlo sodíku a draslíku.

Depolarizace kardiomyocytů. Fáze srdeční kontrakce

Kardiální cykly kontrakcí jsou také spojeny s elektrickou depolarizací cest. Signál redukce je vždy na od CA-buněk v pravé síni a šíří drah v paprsku Hiss Toreli Bachman a do levé síně. Pravý a levý proces svazku Guissa přenáší signál do komor srdce.

Nervové buňky se rychleji depolarizují a přenášejí signál kvůli přítomnosti myelinového pláště, ale svalové tkáně se postupně depolarizují. To znamená, že jejich závazek z negativních změn je pozitivní. Tato fáze cyklu srdce se nazývá diastol. Všechny buňky zde jsou propojeny a jednají jako jeden komplex, protože práce srdce by měla být co možná nejvíce koordinovaná.

Když nastane kritická úroveň depolarizace stěn pravé a levé komory, generuje se uvolňování energie - srdce je kontrahováno. Pak se všechny buňky repolarizují a připravují se na novou kontrakci.

Deprese Verigo

V roce 1889 popsal fenomén ve fyziologii, který se nazývá katolická deprese Verigo. Kritická úroveň depolarizace je úroveň depolarizace, při které jsou všechny sodné kanály již inaktivovány a namísto toho jsou používány draslíky. Pokud se stupeň proudu dále zvyšuje, je výrazně snížena excitabilita nervových vláken. A kritická úroveň depolarizace s působením podnětů je mimo rozsah.

Během deprese Verigo se rychlost buzení sníží a nakonec úplně spadne. Buňka se začne přizpůsobovat kvůli změnám funkčních charakteristik.

Adaptační mechanismus

Někdy se za určitých podmínek depolarizační proud příliš dlouho nezapne. To je charakteristické pro senzorická vlákna. Postupné prodloužení takového proudu nad normou 50 mV vede ke zvýšení frekvence elektronových impulzů.

V reakci na tyto signály se zvyšuje vodivost draselné membrány. Jsou aktivovány zpomalené kanály. Výsledkem je schopnost nervové tkáně opakovat odpovědi. Toto se nazývá přizpůsobení nervových vláken.

Při adaptaci namísto velkého počtu krátkých signálů se buňky začínají hromadit a vydávat jediný silný potenciál. A intervaly mezi těmito dvěma reakcemi se zvyšují.