Funksionimi i organeve dhe indeve të trupit tonë varet nga shumë faktorë. Disa qeliza (kardiomiocitet dhe nerva) varen nga transmetimi i impulseve nervore të krijuara në komponentë ose nyje të veçanta qelizore. Baza e impulsit nervor është formimi i një vale specifike ngacmimi, të quajtur potenciali i veprimit.
Çfarë është kjo?
Një potencial veprimi quhet zakonisht një valë ngacmimi që lëviz nga qeliza në qelizë. Për shkak të formimit dhe kalimit të tij nëpër membranat qelizore, ndodh një ndryshim afatshkurtër në ngarkesën e tyre (normalisht, ana e brendshme e membranës është e ngarkuar negativisht, dhe ana e jashtme është e ngarkuar pozitivisht). Vala e gjeneruar kontribuon në një ndryshim në vetitë e kanaleve jonike të qelizës, gjë që çon në rimbushjen e membranës. Në momentin kur potenciali i veprimit kalon nëpër membranë, ka një ndryshim afatshkurtër në ngarkesën e tij, gjë që çon në një ndryshim të vetive të qelizës.
Formimi i kësaj valë qëndron në themel të funksionimit të fibrës nervore, si dhe të sistemit të rrugëve të zemrës.
Kur formimi i tij prishet, zhvillohen shumë sëmundje, gjë që e bën të domosdoshëm përcaktimin e potencialit të veprimit nënjë kompleks masash diagnostikuese dhe trajtimi.
Si formohet një potencial veprimi dhe çfarë është karakteristikë e tij?
Historia e kërkimit
Studimi i shfaqjes së ngacmimit në qeliza dhe fibra filloi shumë kohë më parë. Të parët që vunë re shfaqjen e saj ishin biologët që studiuan efektet e stimujve të ndryshëm në nervin tibial të ekspozuar të bretkosës. Ata vunë re se kur u ekspozuan ndaj një solucioni të koncentruar të kripës së tryezës, u vu re tkurrja e muskujve.
Në të ardhmen, kërkimet u vazhduan nga neurologët, por shkenca kryesore pas fizikës që studion potencialin e veprimit është fiziologjia. Ishin fiziologët ata që vërtetuan ekzistencën e një potenciali veprimi në qelizat dhe nervat e zemrës.
Ndërsa u thelluam në studimin e potencialeve, u vërtetua edhe prania e potencialit të pushimit.
Që nga fillimi i shekullit të 19-të, filluan të krijohen metoda për të zbuluar praninë e këtyre potencialeve dhe për të matur madhësinë e tyre. Aktualisht, fiksimi dhe studimi i potencialeve të veprimit kryhet në dy studime instrumentale - heqja e elektrokardiogrameve dhe elektroencefalogrameve.
Mekanizmi potencial veprimi
Formimi i ngacmimit ndodh për shkak të ndryshimeve në përqendrimin ndërqelizor të joneve të natriumit dhe kaliumit. Normalisht, qeliza përmban më shumë kalium sesa natrium. Përqendrimi jashtëqelizor i joneve të natriumit është shumë më i lartë se në citoplazmë. Ndryshimet e shkaktuara nga potenciali i veprimit kontribuojnë në një ndryshim në ngarkesën në membranë, duke rezultuar në rrjedhën e joneve të natriumit në qelizë. Për shkak të kësajngarkesat jashtë dhe brenda qelizës ndryshojnë (citoplazma është e ngarkuar pozitivisht dhe mjedisi i jashtëm është i ngarkuar negativisht.
Kjo bëhet për të lehtësuar kalimin e valës nëpër qelizë.
Pasi vala është transmetuar përmes sinapsit, ngarkesa kthehet për shkak të rrymës brenda qelizës së joneve të klorurit të ngarkuar negativisht. Nivelet fillestare të ngarkesës jashtë dhe brenda qelizës rikthehen, gjë që çon në formimin e një potenciali pushimi.
Periudhat e pushimit dhe eksitimit alternojnë. Në një qelizë patologjike, gjithçka mund të ndodhë ndryshe, dhe formimi i AP atje do t'u bindet ligjeve disi të ndryshme.
fazat PD
Rrjedha e një potenciali veprimi mund të ndahet në disa faza.
Faza e parë vazhdon derisa të formohet një nivel kritik i depolarizimit (një potencial veprimi kalimtar stimulon një shkarkim të ngad altë të membranës, i cili arrin një nivel maksimal, zakonisht rreth -90 meV). Kjo fazë quhet prespike. Ajo kryhet për shkak të hyrjes së joneve të natriumit në qelizë.
Faza tjetër, potenciali i pikut (ose thumbi), formon një parabolë me një kënd akut, ku pjesa ngjitëse e potencialit nënkupton depolarizimin e membranës (i shpejtë), dhe pjesa zbritëse do të thotë ripolarizim.
Faza e tretë - potenciali i gjurmës negative - tregon depolarizimin e gjurmëve (kalimi nga kulmi i depolarizimit në gjendjen e prehjes). Shkaktuar nga hyrja e joneve të klorurit në qelizë.
Në fazën e katërt, faza e pozitivegjurmë potenciali, nivelet e ngarkimit të membranës kthehen në origjinal.
Këto faza të përcaktuara nga potenciali i veprimit ndjekin rreptësisht njëra pas tjetrës.
Funksionet e mundshme të veprimit
Padyshim, zhvillimi i potencialit të veprimit është i rëndësishëm në funksionimin e qelizave të caktuara. Ngacmimi luan një rol të madh në punën e zemrës. Pa të, zemra do të ishte thjesht një organ joaktiv, por për shkak të përhapjes së valës nëpër të gjitha qelizat e zemrës, ajo tkurret, gjë që ndihmon në shtyrjen e gjakut nëpër shtratin vaskular, duke pasuruar me të të gjitha indet dhe organet.
Sistemi nervor gjithashtu nuk mund të kryente normalisht funksionin e tij pa një potencial veprimi. Organet nuk mund të merrnin sinjale për të kryer një funksion të caktuar, si rezultat i të cilave ato thjesht do të ishin të padobishme. Për më tepër, përmirësimi në transmetimin e një impulsi nervor në fibrat nervore (shfaqja e mielinës dhe përgjimet e Ranvier) bëri të mundur transmetimin e një sinjali në fraksione të sekondës, gjë që çoi në zhvillimin e reflekseve dhe të vetëdijes. lëvizjet.
Përveç këtyre sistemeve të organeve, potenciali i veprimit formohet edhe në shumë qeliza të tjera, por në to ai luan një rol vetëm në kryerjen e funksioneve specifike të qelizës.
Ngritja e një potenciali veprimi në zemër
Organi kryesor puna e të cilit bazohet në parimin e formimit të potencialit të veprimit është zemra. Për shkak të ekzistencës së nyjeve për formimin e impulseve, kryhet puna e këtij organi, funksioni i të cilit është dërgimi i gjakut në inde dheautoritetet.
Potenciali i veprimit në zemër krijohet në nyjen sinusale. Ndodhet në bashkimin e venës kava në atriumin e djathtë. Nga atje, impulsi përhapet përgjatë fibrave të sistemit përcjellës të zemrës - nga nyja në kryqëzimin atrioventrikular. Duke kaluar përgjatë tufës së Tij, më saktë, përgjatë këmbëve të tij, impulsi kalon në barkushet e djathta dhe të majta. Në trashësinë e tyre ka rrugë më të vogla - fibrat Purkinje, përmes të cilave ngacmimi arrin në çdo qelizë të zemrës.
Potenciali i veprimit i kardiomiociteve është i përbërë, d.m.th. varet nga tkurrja e të gjitha qelizave të indit të zemrës. Në prani të një blloku (një cikatrice pas një ataku kardiak), formimi i një potenciali veprimi është i shqetësuar, i cili regjistrohet në elektrokardiogram.
Sistemi nervor
Si formohet PD në neuronet - qelizat e sistemit nervor. Gjithçka bëhet pak më e lehtë këtu.
Impulsi i jashtëm perceptohet nga rritjet e qelizave nervore - dendritet që lidhen me receptorët e vendosur si në lëkurë ashtu edhe në të gjitha indet e tjera (potenciali i pushimit dhe potenciali i veprimit zëvendësojnë gjithashtu njëri-tjetrin). Irritimi provokon formimin e një potenciali veprimi në to, pas së cilës impulsi kalon përmes trupit të qelizës nervore në procesin e tij të gjatë - akson, dhe prej tij përmes sinapseve në qeliza të tjera. Kështu, vala e gjeneruar e ngacmimit arrin në tru.
Një tipar i sistemit nervor është prania e dy llojeve të fibrave - të mbuluara me mielinë dhe pa të. Shfaqja e një potenciali veprimi dhe transmetimi i tij në ato fibra ku ka mielinë,kryhet shumë më shpejt sesa në të demielinizuar.
Ky fenomen vërehet për faktin se përhapja e AP përgjatë fibrave të mielinuara ndodh për shkak të "kërcimeve" - impulsi kërcen mbi seksionet e mielinës, gjë që, si rezultat, zvogëlon rrugën e saj dhe, në përputhje me rrethanat, përshpejton përhapja e tij.
Potencial për pushim
Pa zhvillimin e potencialit të pushimit, nuk do të kishte potencial veprimi. Potenciali i pushimit kuptohet si gjendja normale, e pangacmuar e qelizës, në të cilën ngarkesat brenda dhe jashtë membranës së saj janë dukshëm të ndryshme (d.m.th., membrana është e ngarkuar pozitivisht jashtë dhe e ngarkuar negativisht brenda). Potenciali i pushimit tregon ndryshimin midis ngarkesave brenda dhe jashtë qelizës. Normalisht, ajo varion nga -50 në -110 meV. Në fibrat nervore, kjo vlerë është zakonisht -70 meV.
Kjo është për shkak të migrimit të joneve të klorurit në qelizë dhe krijimit të një ngarkese negative në brendësi të membranës.
Kur ndryshon përqendrimin e joneve ndërqelizore (siç u përmend më lart), PP zëvendëson PD.
Normalisht, të gjitha qelizat e trupit janë në një gjendje të pangacmuar, kështu që ndryshimi i potencialeve mund të konsiderohet një proces fiziologjikisht i domosdoshëm, pasi pa to sistemi kardiovaskular dhe nervor nuk mund të kryejnë aktivitetet e tyre.
Rëndësia e kërkimit mbi potencialet e pushimit dhe veprimit
Potenciali i pushimit dhe potenciali i veprimit ju lejojnë të përcaktoni gjendjen e trupit, si dhe të organeve individuale.
Fiksimi i potencialit të veprimit nga zemra (elektrokardiografia) lejontë përcaktojë gjendjen e tij, si dhe aftësinë funksionale të të gjitha departamenteve të tij. Nëse studioni një EKG normale, mund të shihni se të gjithë dhëmbët në të janë një manifestim i potencialit të veprimit dhe potencialit pasues të pushimit (përkatësisht, shfaqja e këtyre potencialeve në atrium shfaq valën P dhe përhapjen e ngacmimit në barkushet - vala R).
Sa i përket elektroencefalogramit, shfaqja e valëve dhe ritmeve të ndryshme në të (në veçanti, valët alfa dhe beta te një person i shëndetshëm) është gjithashtu për shkak të shfaqjes së potencialeve të veprimit në neuronet e trurit.
Këto studime lejojnë zbulimin në kohë të zhvillimit të një procesi të veçantë patologjik dhe përcaktojnë pothuajse 50 për qind të trajtimit të suksesshëm të sëmundjes origjinale.
