Veiksmo potencialas: funkcija, užduotys, vaidmuo ir ligos

An Veiksmo potencialas yra trumpalaikis membranos potencialo pokytis. Veiksmo potencialas paprastai atsiranda Aksonas neurono kalvos ir yra būtina dirgiklio perdavimo sąlyga.

Koks yra veiksmo potencialas?

Veiksmo potencialas paprastai atsiranda Aksonas kalvos a nervinė ląstelė ir yra būtina stimulo perdavimo sąlyga. The Veiksmo potencialas yra savaiminis nervų ląstelių krūvio pasikeitimas. Veiksmo potencialas atsiranda Aksonas kalva. Aksono kalva yra taškas, perduodantis a nervinė ląstelė, Veiksmo potencialas tada keliauja išilgai aksono arba nervų projekcijos. Potencialas gali trukti nuo vienos milisekundės iki kelių minučių. Kiekvieno veiksmo potencialo intensyvumas yra vienodas. Atitinkamai nėra nei silpno, nei stipraus veiksmų potencialo. Tai veikiau „viskas arba nieko“ reakcijos, ty arba stimulas yra pakankamai stiprus, kad visiškai suaktyvintų veiksmo potencialą, arba veiksmo potencialas nėra iš viso suaktyvintas. Kiekvienas veiksmo potencialas vyksta keliais etapais.

Funkcija ir užduotis

Prieš veikimo potencialą ląstelė yra ramybės būsenoje. The natris kanalai daugiausia uždaryti, o kalis kanalai yra iš dalies atidaryti. Perkeldami kalis jonų, ląstelė šioje fazėje palaiko vadinamąjį ramybės membranos potencialą. Tai yra apie -70 mV. Taigi, jei pamatuotumėte įtampą aksono viduje, gautumėte neigiamą potencialą -70 mV. Tai galima sieti su jonų tarp ląstelės išorėje esančios erdvės ir ląstelės skysčio disbalansu. Imlūs nervų ląstelių, dendritų, procesai gauna dirgiklius ir per ląstelės kūną juos perduoda į aksono kalvą. Kiekvienas įeinantis dirgiklis keičia ramybės membranos potencialą. Tačiau norint suaktyvinti veiksmo potencialą, prie aksono kalvos reikia viršyti ribinę vertę. Ši riba pasiekiama tik tada, kai membranos potencialas padidėja 20 mV iki -50 mV. Pavyzdžiui, jei membranos potencialas pakyla tik iki -55 mV, nieko neatsitinka dėl atsako „viskas arba nieko“. Viršijus slenkstį, natris atidaromi ląstelės kanalai. Teigiamai įkrautas natris patenka jonai, o ramybės potencialas toliau didėja. The kalis kanalai užsidaro. Rezultatas yra repoliarizacija. Dabar aksono viduje esanti erdvė trumpam yra teigiamai įkrauta. Ši fazė taip pat vadinama viršijimu. Net nepasiekus maksimalaus membranos potencialo, natrio kanalai vėl užsidaro. Vietoj to, kalio kanalai atsidaro, o kalio jonai išteka iš ląstelės. Atsiranda repoliarizacija, o tai reiškia, kad membranos potencialas vėl artėja prie ramybės potencialo. Trumpam laikui yra net vadinamoji hiperpoliarizacija. Šio proceso metu membranos potencialas vis tiek nukrenta žemiau -70 mV. Šis laikotarpis, trunkantis apie dvi milisekundes, dar vadinamas ugniai atspariu periodu. Ugniai atspariu laikotarpiu neįmanoma sukelti veiksmo potencialo. Taip siekiama užkirsti kelią ląstelės per daug jaudrumui. Po natrio-kalio siurblio reguliavimo įtampa vėl yra -70 mV, o aksoną vėl gali sužadinti stimulas. Veiksmo potencialas dabar perduodamas iš vienos aksono sekcijos į kitą. Kadangi ankstesnis skyrius vis dar yra atsparus laikotarpiui, dirgiklis vienu metu gali vykti tik viena kryptimi. Tačiau šis nuolatinis dirgiklio perdavimas yra gana lėtas. Druskos dirgiklis perduodamas greičiau. Čia aksonus supa vadinamasis mielino apvalkalas. Tai veikia kaip tam tikra izoliacijos juosta. Tarp jų mielino apvalkalas yra ne kartą pertraukiamas. Šie pertraukimai vadinami virvėmis. Sūdymo stimulo perdavimo metu veikimo potencialai šokinėja nuo vieno laido žiedo prie kito. Tai labai padidina sklidimo greitį. Veiksmo potencialas yra stimulo informacijos perdavimo pagrindas. Šiuo laidumu remiasi visos kūno funkcijos.

Ligos ir sutrikimai

Užpuolus ir sunaikinus nervinių ląstelių mielino apvalkalus, kyla rimtų dirgiklių perdavimo sutrikimų. Praradimas mielino apvalkalas sukelia krūvio praradimą laidumo metu. Tai reiškia, kad reikia daugiau įkrovos, kad sužadintų aksoną kitoje mielino apvalkalo pertraukoje. Jei šiek tiek pakenkta mielino sluoksniui, veikimo potencialas atidedamas. Jei yra rimta žala, sužadinimo laidumas gali būti visiškai nutrauktas, nes nebegalima sukelti jokio veikimo potencialo. Mielino apvalkalus gali paveikti genetiniai defektai, tokie kaip Krabbe liga ar Charcot-Marie-Tooth liga. Tačiau geriausiai žinoma demielinizuojanti liga yra išsėtinė sklerozė. Čia mielino apvalkalus puola ir sunaikina paties organizmo imuninės ląstelės. Priklausomai nuo to nervai regos sutrikimai, bendras silpnumas, spastiškumas, paralyžius, jautrumas ar kalbos sutrikimai gali atsirasti. Gana reta liga yra paramyotonia congenita. Iš 250,000 XNUMX žmonių vidutiniškai nukenčia tik vienas asmuo. Liga yra natrio kanalo sutrikimas. Todėl natrio jonai gali patekti į ląstelę net tomis fazėmis, kai natrio kanalas iš tikrųjų turėtų būti uždarytas, taip sukeldamas veiksmo potencialą, net jei iš tikrųjų nėra jokio stimulo. Taigi sistemoje gali būti nuolatinė įtampa nervai. Tai pasireiškia padidėjusia raumenų įtampa (miotonija). Po savanoriško judesio raumenys labai vėluoja. Paramyotonia congenita atveju taip pat galima įsivaizduoti atvirkštinį variantą. Gali būti, kad natrio kanalas neleidžia natrio jonų į ląstelę net sužadinimo metu. Taigi, veiksmo potencialas gali būti įjungtas tik vėluojant arba visai ne, nepaisant gaunamo stimulo. Taigi reakcijos į dirgiklį nepavyksta. Pasekmės yra jutimo sutrikimai, raumenų silpnumas ar paralyžius. Simptomams atsirasti ypač palanki žema temperatūra, todėl nukentėjusieji turėtų vengti bet kokio raumenų aušinimo.