Was nennt man das Aktionspotential?

Die Arbeit der Organe und Gewebe unseres Körpers hängt davon abvon vielen Faktoren. Einige Zellen (Kardiomyozyten und Nerven) hängen von der Übertragung von Nervenimpulsen ab, die in speziellen Komponenten von Zellen oder Knoten erzeugt werden. Die Grundlage des Nervenimpulses ist die Bildung einer spezifischen Erregungswelle, die Aktionspotential genannt wird.

Was ist das?

Das Aktionspotential wird üblicherweise als Welle bezeichnetAnregung, Bewegung von Zelle zu Zelle. Aufgrund ihrer Bildung und Passage durch die Zellmembranen tritt eine kurzzeitige Änderung ihrer Ladung auf (normalerweise ist die Innenseite der Membran negativ geladen und die Außenseite positiv geladen). Die gebildete Welle trägt zu einer Veränderung der Eigenschaften der Ionenkanäle der Zelle bei, was zum Nachladen der Membran führt. In dem Moment, in dem das Aktionspotential die Membran passiert, tritt eine kurzzeitige Änderung der Ladung auf, die zu einer Veränderung der Eigenschaften der Zelle führt.

Aktionspotenzial

Die Bildung dieser Welle unterliegt der Funktion der Nervenfaser sowie dem System der Haltungsmöglichkeiten des Herzens.

Wenn es zu einer Verletzung seiner Ausbildung kommt, entwickeln sich viele Krankheiten, die die Bestimmung des Aktionspotentials in einem Komplex von medizinischen und diagnostischen Maßnahmen notwendig machen.

Wie entsteht das Handlungspotential und was ist dafür charakteristisch?

Geschichte der Forschung

Die Untersuchung des Auftretens von Erregung in Zellen undFasern wurde vor ziemlich langer Zeit begonnen. Seine erste Erscheinung wurde von Biologen bemerkt, die die Wirkung verschiedener Stimuli auf den nackten Schienbeinnerv eines Frosches untersuchten. Sie bemerkten, dass, wenn sie einer konzentrierten Lösung essbaren Salzes ausgesetzt waren, eine Muskelkontraktion beobachtet wurde.

Weitere Studien wurden fortgesetztNeurologen, aber die Hauptwissenschaft nach der Physik, das Potenzial der Aktion - Physiologie zu studieren. Es waren Physiologen, die die Existenz eines Aktionspotentials in den Zellen des Herzens und der Nerven bewiesen.

Aktionspotenzial

Mit der Vertiefung der Potentialforschung wurde die Anwesenheit und das Potential der Ruhe bewiesen.

Seit Anfang des 19. Jahrhunderts wurden Methoden entwickelt,die Anwesenheit dieser Potentiale zu bestimmen und ihre Größe zu messen. Gegenwärtig wird die Fixierung und Untersuchung von Aktionspotentialen in zwei instrumentellen Studien durchgeführt - der Entfernung von Elektrokardiogrammen und Elektroenzephalogrammen.

Mechanismus des Aktionspotentials

Die Bildung der Erregung ist bedingt durchVeränderungen der intrazellulären Konzentration von Natrium- und Kaliumionen. Normalerweise enthält die Zelle mehr Kalium als Natrium. Die extrazelluläre Konzentration von Natriumionen ist viel größer als im Zytoplasma. Veränderungen, die durch das Aktionspotential verursacht werden, tragen zu einer Änderung der Ladung auf der Membran bei, was zu einem Strom von Natriumionen in der Zelle führt. Aus diesem Grund variieren die Ladungen außerhalb und innerhalb der Zelle (das Zytoplasma ist positiv geladen, und die äußere Umgebung ist negativ.

Ruhepotenzial und Aktionspotenzial

Dies wird getan, um den Durchgang der Welle durch die Zelle zu erleichtern.

Nachdem die Welle durch die Synapse übertragen wurde,es gibt eine Rückladungserholung aufgrund des Stroms innerhalb der Zelle von negativ geladenen Chloridionen. Die anfänglichen Niveaus der Ladung werden außerhalb und innerhalb der Zelle wiederhergestellt, was zur Bildung eines Ruhepotentials führt.

Perioden von Ruhe und Erregung wechseln sich ab. In einer pathologischen Zelle kann alles anders passieren, und die Bildung von PDs unterliegt etwas anderen Gesetzen.

Phasen von PD

Der Ablauf des Aktionspotentials kann in mehrere Phasen unterteilt werden.

Die erste Phase läuft bis zu einem kritischendas Niveau der Depolarisation (das Aktionspotential wird durch eine langsame Entladung der Membran stimuliert, die ein maximales Niveau erreicht, gewöhnlich etwa -90 meV). Diese Phase wird als Pre-Spike bezeichnet. Es wird aufgrund des Eintritts von Natriumionen in die Zelle durchgeführt.

Aktionspotentialerzeugung

Die nächste Phase - das Spitzenpotential (oder Spike) - bildet eine Parabel mit einem spitzen Winkel, wobei der aufsteigende Teil des Potentials die Membrandepolarisation (schnell) und der absteigende Teil - die Repolarisation - bedeutet.

Die dritte Phase - das negative Spurenpotential - zeigt die Spuren-Depolarisation (der Übergang von der Spitze der Depolarisation in den Ruhezustand). Durch den Eintritt von Chloridionen in die Zelle.

In der vierten Phase, der Phase des positiven Spurenpotentials, kehren die Ladungsniveaus der Membran zu der ursprünglichen zurück.

Diese Phasen folgen aufgrund des Aktionspotentials streng nacheinander.

Funktionen des Aktionspotentials

Zweifellos hat die Entwicklung des Aktionspotentialswichtig für das Funktionieren bestimmter Zellen. In der Arbeit des Herzens spielt die Erregung eine große Rolle. Ohne sie wäre das Herz einfach ein inaktives Organ, aber indem es die Welle über alle Zellen des Herzens ausbreitet, tritt seine Reduktion auf, die die Blutzirkulation entlang des Gefäßbettes fördert und es mit allen Geweben und Organen anreichert.

Das Nervensystem könnte auch nicht normal seinFühren Sie seine Funktion ohne die potenzielle Aktion aus. Die Organe könnten keine Signale empfangen, um eine bestimmte Funktion auszuführen, wodurch sie einfach nutzlos wären. Darüber hinaus ermöglichte die Verbesserung der Übertragung von Nervenimpulsen in Nervenfasern (das Auftreten von Myelin und Ranviers Abschnitten), das Signal in Sekundenbruchteilen zu übertragen, was zur Entwicklung von Reflexen und bewussten Bewegungen führte.

Mechanismus des Aktionspotentials

Zusätzlich zu diesen Organsystemen wird das Aktionspotential auch in vielen anderen Zellen gebildet, aber in diesen spielt es nur eine Rolle bei der Ausführung seiner spezifischen Funktionen.

Der Beginn des Aktionspotentials im Herzen

Der Hauptkörper, dessen Arbeit basiert aufPrinzip der Bildung des Aktionspotentials, ist das Herz. Aufgrund der Existenz von Knoten für die Bildung von Impulsen wird die Arbeit dieses Organs ausgeführt, dessen Aufgabe es ist, Blut in Gewebe und Organe abzugeben.

Es entsteht ein Aktionspotential im Herzenim Sinusknoten. Es befindet sich am Zusammenfluss der Hohlvenen im rechten Atrium. Von dort breitet sich der Puls durch die Fasern des Leitungssystems des Herzens aus - vom Knoten zum atrioventrikulären Übergang. Indem er durch das Bündel His oder vielmehr durch seine Beine hindurchgeht, geht der Impuls zu den rechten und linken Ventrikeln über. In ihrer Dicke gibt es kleinere Pfade des Verhaltens - Purkinje Fasern, durch die Erregung jede Herzzelle erreicht.

Mögliche Wirkung von Kardiomyozyten istVerbindung, d.h. hängt von der Reduktion aller Zellen des Herzgewebes ab. Wenn es eine Blockade (Narbe nach Infarkt) gibt, wird die Bildung des Aktionspotentials unterbrochen, die auf dem Elektrokardiogramm fixiert ist.

Nervensystem

Wie bildet es eine PD in Neuronen - Zellen des Nervensystems. Hier ist alles ein bisschen einfacher.

Aktionspotential Physiologie

Der äußere Impuls wird von den Prozessen des Nervens wahrgenommenZellen - Dendriten, die mit Rezeptoren assoziiert sind, die sich sowohl in der Haut als auch in allen anderen Geweben befinden (das Ruhepotential und das Aktionspotential ändern sich auch gegenseitig). Irritation provoziert die Bildung des Aktionspotentials in ihnen, wonach der Impuls durch den Körper der Nervenzelle zu seinem langen Prozess - dem Axon und von ihm durch die Synapsen - zu anderen Zellen geht. Somit erreicht die erzeugte Anregungswelle das Gehirn.

Ein Merkmal des Nervensystems ist die Anwesenheitzwei Arten von Fasern - beschichtet mit Myelin und ohne es. Das Auftreten des Aktionspotentials und seine Übertragung in jenen Fasern, wo es Myelin gibt, ist viel schneller als in demyelinisierten.

Dieses Phänomen wird aufgrund der Tatsache beobachtet, dassDie Verteilung von PD auf myelinisierte Fasern erfolgt aufgrund von "Sprüngen" - der Puls springt die Myelin-Patches, was seinen Weg verkürzt und dementsprechend die Ausbreitung beschleunigt.

Potenzial der Ruhe

Ohne die Entwicklung eines Ruhepotentials gäbe es keineAktionspotenzial. Das Potential der Ruhe wird als der normale, nicht angeregte Zustand der Zelle verstanden, unter dem die Ladungen innerhalb und außerhalb der Membran signifikant unterschiedlich sind (das heißt, die Außenseite der Membran ist positiv geladen und die Innenseite ist negativ). Das Ruhepotential zeigt den Unterschied zwischen den Ladungen innerhalb und außerhalb der Zelle. Normalerweise ist es von -50 bis -110 meV. In Nervenfasern beträgt dieser Wert üblicherweise -70 meV.

Es wird durch die Migration von Chloridionen in die Zelle und die Erzeugung einer negativen Ladung auf der Innenseite der Membran verursacht.

mögliche Wirkung von Kardiomyozyten

Bei Änderung der Konzentration intrazellulärer Ionen (wie oben erwähnt) ersetzt das PP das PD.

Normalerweise sind alle Zellen des Körpers inUnerwarteter Zustand, so dass die Veränderung der Potentiale als physiologisch notwendiger Prozess angesehen werden kann, da ohne sie das Herz-Kreislauf- und Nervensystem ihre Tätigkeit nicht ausüben könnte.

Die Bedeutung der Untersuchung von Ruhe- und Aktionspotentialen

Potential von Ruhe und Aktionspotential erlaubt es, den Zustand des Organismus, sowie einzelner Organe zu bestimmen.

Fixierung des Aktionspotentials aus dem Herzen(EKG) seinen Zustand und Funktionsfähigkeit aller Abteilungen zu bestimmen. Wenn die Studie ein normales EKG ist, kann es alle zu erkennen, daß die Zähne auf es eine Manifestation des Aktionspotentials ist und dann das Ruhepotential (demgemäß das Auftreten von Vorhofpotentiale Daten zeigt der P-Welle und die Ausbreitung der Erregung im Ventrikel - Zahn R).

Wie für das Elektroenzephalogramm, dann daraufdas Auftreten verschiedener Wellen und Rhythmen (insbesondere Alpha- und Betawellen bei einem gesunden Menschen) ist auch auf das Auftreten von Aktionspotentialen in Neuronen des Gehirns zurückzuführen.

Die gegebenen Forschungen lassen zu, die Entwicklung dieses oder jenes pathologischen Prozesses rechtzeitig zu enthüllen und verursachen bis zu 50 Prozent der erfolgreichen Behandlung der Anfangskrankheit.

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