Vsa živčna dejavnost uspešno deluje zaradi menjavanja faz počitka in razdražljivosti. Napake v polarizacijskem sistemu motijo električno prevodnost vlaken. Toda poleg živčnih vlaken obstajajo tudi druga razdražljiva tkiva - endokrina in mišična.
Upoštevali bomo značilnosti prevodnih tkiv in na primeru procesa vzbujanja organskih celic povedali o pomenu kritične stopnje depolarizacije. Fiziologija živčne aktivnosti je tesno povezana s kazalniki električnega naboja znotraj in zunaj živčne celice.
Če je ena elektroda pritrjena na zunanjo lupino aksona, druga pa na njen notranji del, potem obstaja potencialna razlika. Električna aktivnost živčnih poti temelji na tej razliki.
Kaj je potencial mirovanja in akcijski potencial?
Vse celice živčnega sistema so polarizirane, torej imajo različen električni naboj znotraj in zunaj posebne membrane. Živčna celica je vednonjegova lipoproteinska membrana, ki ima funkcijo bioelektričnega izolatorja. Zahvaljujoč membranam se v celici ustvari potencial mirovanja, ki je potreben za kasnejšo aktivacijo.
Potencial mirovanja se vzdržuje s prenosom ionov. Sproščanje kalijevih ionov in vstop klora povečata potencial mirovanja membrane.
Akcijski potencial se kopiči v fazi depolarizacije, to je porasta električnega naboja.
Faze akcijskega potenciala. fiziologija
Torej, depolarizacija v fiziologiji je zmanjšanje membranskega potenciala. Depolarizacija je osnova za nastanek razdražljivosti, torej akcijskega potenciala za živčno celico. Ko je dosežena kritična raven depolarizacije, noben, tudi močan dražljaj, ne more povzročiti reakcij v živčnih celicah. Hkrati je v aksonu veliko natrija.
Takoj po tej stopnji sledi faza relativne razdražljivosti. Odgovor je že možen, vendar le na močan signal dražljaja. Relativna razdražljivost počasi prehaja v fazo vzvišenosti. Kaj je vzvišenost? To je vrhunec razdražljivosti tkiva.
Ves ta čas so natrijevi aktivacijski kanali zaprti. In njihovo odpiranje se bo zgodilo šele, ko se živčno vlakno izprazni. Repolarizacija je potrebna za obnovitev negativnega naboja znotraj vlakna.
Kaj pomeni kritična stopnja depolarizacije (CDL)?
Torej, razdražljivost je v fiziologijisposobnost celice ali tkiva, da se odzove na dražljaj in ustvari nekakšen impulz. Kot smo ugotovili, celice za delovanje potrebujejo določen naboj – polarizacijo. Povečanje naboja z minusa na plus se imenuje depolarizacija.
Po depolarizaciji vedno pride do repolarizacije. Naboj v notranjosti po fazi vzbujanja mora ponovno postati negativen, da se celica lahko pripravi na naslednjo reakcijo.
Ko so odčitki voltmetra fiksirani na 80, je to faza mirovanja. Pojavi se po koncu repolarizacije, in če naprava pokaže pozitivno vrednost (večjo od 0), se faza reverzne repolarizacije približuje najvišji ravni - kritični stopnji depolarizacije.
Kako se impulzi prenašajo iz živčnih celic v mišice?
Električni impulzi, ki nastanejo med vzbujanjem membrane, se z veliko hitrostjo prenašajo po živčnih vlaknih. Hitrost signala je razložena s strukturo aksona. Akson je delno obdan s ovojnico. In med mieliniziranimi območji so Ranvierjeva vozlišča.
Zahvaljujoč tej razporeditvi živčnega vlakna se pozitivni naboj izmenjuje z negativnim, depolarizacijski tok pa se širi skoraj istočasno po celotni dolžini aksona. Signal krčenja doseže mišico v delčku sekunde. Tak indikator, kot je kritična raven depolarizacije membrane, pomeni oznako, pri kateri je dosežen najvišji akcijski potencial. Po krčenju mišic se začne repolarizacija vzdolž celotnega aksona.
Kaj se dogajamed depolarizacijo?
Kaj pomeni tak indikator kot kritična stopnja depolarizacije? V fiziologiji to pomeni, da so živčne celice že pripravljene za delo. Pravilno delovanje celotnega organa je odvisno od normalne, pravočasne spremembe faz akcijskega potenciala.
Kritična raven (CLL) je približno 40–50 Mv. V tem času se električno polje okoli membrane zmanjša. Stopnja polarizacije je neposredno odvisna od tega, koliko natrijevih kanalov je odprtih v celici. Celica v tem trenutku še ni pripravljena na odziv, ampak zbira električni potencial. To obdobje se imenuje absolutna refraktornost. Faza traja le 0,004 s v živčnih celicah, v kardiomiocitih pa 0,004 s.
Po prehodu kritične stopnje depolarizacije se pojavi super-razdražljivost. Živčne celice se lahko odzovejo celo na delovanje podpražnega dražljaja, torej na relativno šibek vpliv okolja.
Funkcije natrijevih in kalijevih kanalov
Pomemben udeleženec v procesih depolarizacije in repolarizacije je torej proteinski ionski kanal. Ugotovimo, kaj ta koncept pomeni. Ionski kanali so beljakovinske makromolekule, ki se nahajajo znotraj plazemske membrane. Ko so odprti, lahko skozi njih prehajajo anorganski ioni. Beljakovinski kanali imajo filter. Samo natrij prehaja skozi natrijev kanal, samo ta element prehaja skozi kalijev kanal.
Ti električno krmiljeni kanali imajo dva vrata: ena je aktivacija, ima sposobnost prehajanja ionov, drugainaktivacija. V času, ko je membranski potencial mirovanja -90 mV, so vrata zaprta, ko pa se začne depolarizacija, se natrijevi kanali počasi odpirajo. Povečanje potenciala vodi do ostrega zapiranja kanalskih ventilov.
Faktor, ki vpliva na aktivacijo kanalov, je razdražljivost celične membrane. Pod vplivom električne razdražljivosti se sprožita 2 vrsti ionskih receptorjev:
- začne delovanje ligandnih receptorjev - za kemoodvisne kanale;
- Električni signal, uporabljen za električne kanale.
Ko je dosežena kritična raven depolarizacije celične membrane, receptorji dajo signal, da je treba zapreti vse natrijeve kanale in kalijeve kanale se začnejo odpirati.
Natrijeva kalijeva črpalka
Procesi prenosa impulza vzbujanja povsod potekajo zaradi električne polarizacije, ki se izvaja zaradi gibanja natrijevih in kalijevih ionov. Gibanje elementov poteka na podlagi principa aktivnega ionskega transporta - 3 Na+ navznoter in 2 K+ navzven. Ta mehanizem izmenjave se imenuje natrijeva-kalijeva črpalka.
Depolarizacija kardiomiocitov. Faze srčnega utripa
Cikli srčnega krčenja so povezani tudi z električno depolarizacijo prevodnih poti. Signal kontrakcije vedno prihaja iz SA celic, ki se nahajajo v desnem atriju in se širi po Hissovih poteh do Torelovih in Bachmannovih snopov v levi atrij. Desni in levi proces Hissovega snopa prenašata signal v ventrikle srca.
Živčne celice se hitreje depolarizirajo in prenašajo signal zaradi prisotnosti mielinske ovojnice, vendar se tudi mišično tkivo postopoma depolarizira. To pomeni, da se njihov naboj iz negativnega spremeni v pozitiven. Ta faza srčnega cikla se imenuje diastola. Tu so vse celice med seboj povezane in delujejo kot en kompleks, saj mora biti delo srca čim bolj usklajeno.
Ko pride do kritične stopnje depolarizacije sten desnega in levega prekata, nastane sproščanje energije – srce se skrči. Vse celice se nato repolarizirajo in se pripravijo na novo kontrakcijo.
Depression Verigo
Leta 1889 je bil opisan pojav v fiziologiji, ki se imenuje Verigova katoliška depresija. Kritična stopnja depolarizacije je stopnja depolarizacije, pri kateri so vsi natrijevi kanali že inaktivirani, namesto njih pa delujejo kalijevi kanali. Če se stopnja toka še poveča, se razdražljivost živčnega vlakna znatno zmanjša. In kritična stopnja depolarizacije pod delovanjem dražljajev presega lestvico.
Med Verigovo depresijo se hitrost vzbujanja zmanjša in končno popolnoma popusti. Celica se začne prilagajati s spreminjanjem funkcionalnih funkcij.
prilagoditveni mehanizem
Zgodi se, da se pod določenimi pogoji depolarizacijski tok dolgo ne preklopi. To je značilno za senzorična vlakna. Postopno dolgotrajno povečanje takšnega toka nad normo 50 mV vodi do povečanja frekvence elektronskih impulzov.
V odgovor na takšne signale jeprevodnost kalijeve membrane. Aktivirani so počasnejši kanali. Posledično se pojavi sposobnost živčnega tkiva za ponavljanje odzivov. To se imenuje prilagoditev živčnih vlaken.
Pri prilagajanju se namesto velikega števila kratkih signalov začnejo kopičiti celice in oddajajo en sam močan potencial. In intervali med dvema reakcijama se povečujejo.
