Ang paggana ng mga organ at tissue ng ating katawan ay nakasalalay sa maraming salik. Ang ilang mga cell (cardiomyocytes at nerves) ay nakasalalay sa paghahatid ng mga nerve impulses na nabuo sa mga espesyal na bahagi ng cell o node. Ang batayan ng nerve impulse ay ang pagbuo ng isang tiyak na wave ng excitation, na tinatawag na action potential.
Ano ito?
Ang isang potensyal na aksyon ay karaniwang tinatawag na alon ng paggulo na lumilipat mula sa cell patungo sa cell. Dahil sa pagbuo at pagdaan nito sa mga lamad ng cell, ang isang panandaliang pagbabago sa kanilang singil ay nangyayari (karaniwan, ang panloob na bahagi ng lamad ay negatibong sisingilin, at ang panlabas na bahagi ay positibong sisingilin). Ang nabuong alon ay nag-aambag sa isang pagbabago sa mga katangian ng mga channel ng ion ng cell, na humahantong sa muling pagkarga ng lamad. Sa sandaling dumaan ang potensyal ng pagkilos sa lamad, mayroong panandaliang pagbabago sa singil nito, na humahantong sa pagbabago sa mga katangian ng cell.
Ang pagbuo ng alon na ito ay sumasailalim sa paggana ng nerve fiber, gayundin ang sistema ng mga daanan ng puso.
Kapag nabalisa ang pagbuo nito, maraming sakit ang nabubuo, na ginagawang kailangan ang pagtukoy sa potensyal ng pagkilos saisang complex ng diagnostic at treatment measures.
Paano nabuo ang isang potensyal na aksyon at ano ang katangian nito?
Kasaysayan ng pananaliksik
Ang pag-aaral ng paglitaw ng excitation sa mga cell at fibers ay nagsimula nang matagal na ang nakalipas. Ang unang nakapansin sa paglitaw nito ay ang mga biologist na nag-aral ng mga epekto ng iba't ibang stimuli sa nakalantad na tibial nerve ng palaka. Napansin nila na kapag nalantad sa isang puro solusyon ng table s alt, naobserbahan ang pag-urong ng kalamnan.
Sa hinaharap, ang pananaliksik ay ipinagpatuloy ng mga neurologist, ngunit ang pangunahing agham pagkatapos ng pisika na nag-aaral ng potensyal sa pagkilos ay ang pisyolohiya. Ang mga physiologist ang nagpatunay ng pagkakaroon ng potensyal na pagkilos sa mga selula ng puso at nerbiyos.
Habang mas malalim ang ating pag-aaral sa mga potensyal, napatunayan din ang pagkakaroon ng resting potential.
Mula sa simula ng ika-19 na siglo, nagsimulang gumawa ng mga pamamaraan upang makita ang pagkakaroon ng mga potensyal na ito at sukatin ang laki ng mga ito. Sa kasalukuyan, ang pag-aayos at pag-aaral ng mga potensyal na aksyon ay isinasagawa sa dalawang instrumental na pag-aaral - ang pag-alis ng electrocardiograms at electroencephalograms.
Mekanismo na potensyal na pagkilos
Ang pagbuo ng excitation ay nangyayari dahil sa mga pagbabago sa intracellular na konsentrasyon ng sodium at potassium ions. Karaniwan, ang cell ay naglalaman ng mas maraming potasa kaysa sa sodium. Ang extracellular na konsentrasyon ng mga sodium ions ay mas mataas kaysa sa cytoplasm. Ang mga pagbabagong dulot ng potensyal na pagkilos ay nag-aambag sa isang pagbabago sa singil sa lamad, na nagreresulta sa pagdaloy ng mga sodium ions sa cell. Dahil ditonagbabago ang mga singil sa labas at loob ng cell (positibong sisingilin ang cytoplasm, at negatibong sinisingil ang panlabas na kapaligiran.
Ginagawa ito para mapadali ang pagdaan ng wave sa cell.
Pagkatapos mailipat ang wave sa pamamagitan ng synapse, ang singil ay nababaligtad dahil sa kasalukuyang nasa loob ng cell ng mga chloride ions na negatibo ang charge. Ang mga unang antas ng singil sa labas at loob ng cell ay naibalik, na humahantong sa pagbuo ng isang potensyal na makapagpahinga.
Ang mga panahon ng pahinga at kasiyahan ay kahalili. Sa isang pathological cell, ang lahat ay maaaring mangyari sa iba't ibang paraan, at ang pagbuo ng AP doon ay susunod sa medyo magkakaibang mga batas.
PD phases
Ang kurso ng isang potensyal na pagkilos ay maaaring hatiin sa ilang yugto.
Ang unang yugto ay nagpapatuloy hanggang sa mabuo ang isang kritikal na antas ng depolarization (isang dumaraan na potensyal na pagkilos ay nagpapasigla ng mabagal na paglabas ng lamad, na umaabot sa pinakamataas na antas, kadalasan sa paligid ng -90 meV). Ang yugtong ito ay tinatawag na prespike. Isinasagawa ito dahil sa pagpasok ng mga sodium ions sa cell.
Ang susunod na yugto, ang peak potential (o spike), ay bumubuo ng parabola na may matinding anggulo, kung saan ang pataas na bahagi ng potensyal ay nangangahulugan ng membrane depolarization (mabilis), at ang pababang bahagi ay nangangahulugang repolarization.
Third phase - negatibong trace potential - nagpapakita ng trace depolarization (transition mula sa peak ng depolarization patungo sa state of rest). Dulot ng pagpasok ng mga chloride ions sa cell.
Sa ikaapat na yugto, ang yugto ng positibobakas ang potensyal, ang mga antas ng singil ng lamad ay bumalik sa orihinal.
Ang mga yugtong ito na tinutukoy ng potensyal ng pagkilos ay mahigpit na sumusunod sa isa't isa.
Mga potensyal na function ng pagkilos
Walang alinlangan, ang pagbuo ng potensyal na pagkilos ay mahalaga sa paggana ng ilang mga cell. Malaki ang ginagampanan ng excitement sa gawain ng puso. Kung wala ito, ang puso ay magiging isang hindi aktibong organ, ngunit dahil sa pagpapalaganap ng alon sa lahat ng mga selula ng puso, ito ay kumukontra, na tumutulong na itulak ang dugo sa pamamagitan ng vascular bed, na nagpapayaman sa lahat ng mga tisyu at organo kasama nito.
Hindi rin normal na magampanan ng nervous system ang paggana nito nang walang potensyal na aksyon. Ang mga organo ay hindi makakatanggap ng mga senyales upang magsagawa ng isang partikular na function, bilang isang resulta kung saan sila ay magiging walang silbi. Bilang karagdagan, ang pagpapabuti sa paghahatid ng isang nerve impulse sa mga nerve fibers (ang hitsura ng myelin at mga intercept ng Ranvier) ay naging posible na magpadala ng isang signal sa isang bagay ng mga fraction ng isang segundo, na humantong sa pagbuo ng mga reflexes at may malay. paggalaw.
Bilang karagdagan sa mga organ system na ito, ang potensyal na pagkilos ay nabuo din sa maraming iba pang mga cell, ngunit sa kanila ito ay gumaganap lamang ng isang papel sa pagganap ng mga partikular na function ng cell.
Pagbangon ng potensyal na pagkilos sa puso
Ang pangunahing organ na ang gawain ay batay sa prinsipyo ng pagbuo ng potensyal na aksyon ay ang puso. Dahil sa pagkakaroon ng mga node para sa pagbuo ng mga impulses, ang gawain ng organ na ito ay isinasagawa, ang pag-andar nito ay upang maghatid ng dugo sa mga tisyu atawtoridad.
Ang potensyal na pagkilos sa puso ay nabuo sa sinus node. Ito ay matatagpuan sa tagpuan ng vena cava sa kanang atrium. Mula doon, ang salpok ay kumakalat kasama ang mga hibla ng sistema ng pagpapadaloy ng puso - mula sa node hanggang sa atrioventricular junction. Ang pagpasa sa bundle ng Kanyang, mas tiyak, kasama ang mga binti nito, ang salpok ay dumadaan sa kanan at kaliwang ventricles. Sa kanilang kapal ay mas maliliit na daanan - Purkinje fibers, kung saan ang paggulo ay umaabot sa bawat cell ng puso.
Ang potensyal na pagkilos ng cardiomyocytes ay tambalan, ibig sabihin. depende sa pag-urong ng lahat ng mga selula ng tisyu ng puso. Sa pagkakaroon ng isang block (isang peklat pagkatapos ng atake sa puso), ang pagbuo ng isang potensyal na aksyon ay naaabala, na naitala sa electrocardiogram.
Nervous system
Paano nabuo ang PD sa mga neuron - mga selula ng nervous system. Medyo mas madali ang lahat dito.
Ang panlabas na impulse ay nakikita sa pamamagitan ng paglaki ng mga nerve cell - mga dendrite na nauugnay sa mga receptor na matatagpuan sa balat at sa lahat ng iba pang mga tisyu (papalitan din ang potensyal ng pahinga at potensyal na pagkilos ang isa't isa). Ang pangangati ay naghihikayat sa pagbuo ng isang potensyal na aksyon sa kanila, pagkatapos nito ang salpok ay dumadaan sa katawan ng nerve cell hanggang sa mahabang proseso nito - ang axon, at mula dito sa pamamagitan ng mga synapses sa iba pang mga cell. Kaya, ang nabuong alon ng excitement ay umaabot sa utak.
Ang isang tampok ng sistema ng nerbiyos ay ang pagkakaroon ng dalawang uri ng mga hibla - natatakpan ng myelin at wala nito. Ang paglitaw ng isang potensyal na aksyon at ang paghahatid nito sa mga hibla kung saan mayroong myelin,natupad nang mas mabilis kaysa sa demyelinated.
Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sinusunod dahil sa ang katunayan na ang pagpapalaganap ng AP kasama ang myelinated fibers ay nangyayari dahil sa "paglukso" - ang salpok ay tumalon sa mga seksyon ng myelin, na, bilang isang resulta, ay binabawasan ang landas nito at, nang naaayon, ay nagpapabilis. pagpapalaganap nito.
Potensyal na makapagpahinga
Kung wala ang pag-unlad ng potensyal na pahinga, walang potensyal na pagkilos. Ang potensyal na pahinga ay nauunawaan bilang ang normal, hindi nasasabik na estado ng cell, kung saan ang mga singil sa loob at labas ng lamad nito ay makabuluhang naiiba (iyon ay, ang lamad ay positibong sinisingil sa labas at negatibong sisingilin sa loob). Ipinapakita ng potensyal na pahinga ang pagkakaiba sa pagitan ng mga singil sa loob at labas ng cell. Karaniwan, ito ay mula -50 hanggang -110 meV. Sa nerve fibers, ang value na ito ay karaniwang -70 meV.
Ito ay dahil sa paglipat ng mga chloride ions sa cell at sa paglikha ng negatibong singil sa loob ng lamad.
Kapag binabago ang konsentrasyon ng mga intracellular ions (tulad ng nabanggit sa itaas), pinapalitan ng PP ang PD.
Karaniwan, ang lahat ng mga selula ng katawan ay nasa isang hindi nasasabik na estado, kaya ang pagbabago ng mga potensyal ay maaaring ituring na isang prosesong kinakailangan sa pisyolohikal, dahil kung wala ang mga ito ay hindi maisagawa ng mga cardiovascular at nervous system ang kanilang mga aktibidad.
Kahalagahan ng pananaliksik sa pagpapahinga at mga potensyal na pagkilos
Nagbibigay-daan sa iyo ang pagpapahinga at potensyal sa pagkilos na matukoy ang estado ng katawan, gayundin ang mga indibidwal na organ.
Ang pag-aayos ng potensyal ng pagkilos mula sa puso (electrocardiography) ay nagbibigay-daanmatukoy ang kalagayan nito, gayundin ang kakayahan ng lahat ng departamento nito. Kung pag-aaralan mo ang isang normal na ECG, makikita mo na ang lahat ng mga ngipin dito ay isang pagpapakita ng potensyal na pagkilos at ang kasunod na potensyal na pahinga (ayon sa pagkakabanggit, ang paglitaw ng mga potensyal na ito sa atria ay nagpapakita ng P wave, at ang pagkalat ng paggulo sa ang ventricles - ang R wave).
Kung tungkol sa electroencephalogram, ang paglitaw ng iba't ibang mga alon at ritmo dito (lalo na, ang mga alpha at beta wave sa isang malusog na tao) ay dahil din sa paglitaw ng mga potensyal na aksyon sa mga neuron ng utak.
Pinapayagan ng mga pag-aaral na ito ang napapanahong pagtuklas ng pagbuo ng isang partikular na proseso ng pathological at matukoy ang halos 50 porsiyento ng matagumpay na paggamot sa orihinal na sakit.
