Потенціал дії

Як Потенціал дії це короткочасна зміна мембранного потенціалу. Потенціали дії зазвичай виникають на пагорбі аксона нервової клітини і є необхідною умовою передачі подразника.

Який потенціал дії?

Потенціал дії - це мимовільне зворот заряду в нервових клітинах. Потенціали дії виникають на пагорбі аксона. Аксонська гірка - це походження процесів перенаправлення нервової клітини. Потім потенціал дії мігрує по аксону, тобто нервовому процесу.

Потенціал може тривати десь від мілісекунди до декількох хвилин. Кожен потенціал дії однаково виражений за своєю інтенсивністю. Тому немає ні слабких, ні сильних потенціалів дії. Йдеться скоріше про реакції на все або нічого, тобто або стимул є досить сильним, що може повністю запустити потенціал дії, або потенціал дії взагалі не спрацьовує. Кожен потенціал дії проходить у кілька етапів.

Функція та завдання

Перед потенціалом дії клітина перебуває у стані спокою. Натрієві канали значною мірою закриті, калієві канали частково відкриті. Через рух іонів калію клітина підтримує в цій фазі так званий мембранний потенціал спокою. Це близько -70 мВ. Отже, якби ви вимірювали напругу всередині аксона, ви отримали б негативний потенціал -70 мВ. Це можна простежити до дисбалансу зарядів іонів між простором поза клітиною і клітинною рідиною.

Рецептивні придатки нервових клітин, дендрити, набирають подразники і передають їх в курган аксонів через тіло клітини. Потенціал мембрани спокою змінюється з кожним надходить стимулом. Однак для активізації потенціалу дії необхідно перевищити порогове значення на вершині аксона. Це порогове значення досягається лише тоді, коли потенціал мембрани збільшується на 20 мВ до -50 мВ. Якщо, наприклад, мембранний потенціал піднімається до -55 мВ, то нічого не відбувається через реакцію «все або нічого».

Якщо порогове значення перевищено, натрієві канали клітини відкриваються. Позитивно заряджені іони натрію надходять, потенціал спокою продовжує зростати. Калієві канали закриваються. Результатом є зворот поляризації. Простір усередині аксона зараз позитивно заряджається протягом короткого часу. Ця фаза також відома як простріл.

Натрієві канали знову закриваються до досягнення максимального мембранного потенціалу. Для цього відкриваються калієві канали, і йони калію витікають із клітини. Відбувається реполяризація, що означає, що мембранний потенціал знову наближається до потенціалу спокою. Так звана гіперполяризація навіть виникає ненадовго. Потенціал мембрани падає нижче -70 мВ. Цей період приблизно в дві мілісекунди ще називають періодом заломлення. У вогнетривкому періоді неможливо викликати потенціал дії. Це для запобігання надмірної збудливості клітини.

Після регулювання натрієво-калієвим насосом напруга знову на -70 мВ, і аксон може знову збуджуватися подразником. Потенціал дії зараз передається з однієї секції аксона на іншу. Оскільки попередній розділ знаходиться ще у рефрактерному періоді, стимул може передаватися лише в одному напрямку.

Однак ця безперервна передача стимулів є досить повільною. Передача подвійного подразника відбувається швидше. Аксони оточені так званою мієліновою оболонкою. Це діє як своєрідна ізоляційна стрічка. Між тим, мієлінова оболонка багато разів переривається. Ці розриви відомі як зав'язування кілець. Під час передачі стимулюючого стимулу потенціали дії тепер квазі переходять з одного кільця на інше. Це значно збільшує швидкість пересилання.

Потенціал дії є основою для пересилання стимулюючої інформації. Всі функції організму базуються на цій передачі.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби та недуги

Якщо мієлінові оболонки нервових клітин атакуються і руйнуються, виникають серйозні порушення в передачі подразників. З втратою мієлінової оболонки заряд втрачається під час транзиту. Це означає, що для збудження аксона при наступному розриві мієлінової оболонки потрібно більше заряду. Якщо мієліновий шар трохи пошкоджений, потенціал дії виникає із запізненням. Якщо є сильна шкода, передача збудження може бути повністю перервана, оскільки більше потенціал дії не може бути запущений.

На мієлінові оболонки можуть впливати генетичні дефекти, такі як хвороба Краббе або хвороба Шарко-Марі-Зуба. Найвідоміше захворювання демієлінізації - це, мабуть, розсіяний склероз. Тут мієлінові оболонки атакуються та знищуються власними оборонними клітинами організму. Залежно від того, які нерви уражені, можуть виникати порушення зору, загальна слабкість, спастичність, параліч, чутливість або порушення мови.

Paramyotonia congenita - досить рідкісне захворювання. В середньому постраждає лише одна людина з 250 000. Стан - розлад натрієвого каналу. Це дозволяє іонам натрію проникати в клітину навіть у фазах, в яких натрієвий канал насправді повинен бути закритим і таким чином викликати потенціал дії, навіть якщо насправді стимулу взагалі немає. В результаті може виникати постійне напруження в нервах. Це виражається підвищеною напругою м’язів (міотонія). Після добровільного руху м’язи після затримки значно розслабляються.

Протилежний шлях також можливий для Paramyotonia congenita. Можливо, що натрієвий канал не пропускає іони натрію в клітину навіть при збудженні. Потенціал дії може бути запущений лише із затримкою або зовсім не зважаючи на надходить стимул. Реакції на подразник немає. Результатом є розлади чутливості, м’язова слабкість або параліч. Прояві симптомів особливо сприяють низькі температури, саме тому постраждалі повинні уникати будь-якого охолодження м’язів.