Kaikki hermostotoiminta toimii onnistuneesti lepo- ja kiihtyvyysvaiheiden vuorottelun ansiosta. Polarisaatiojärjestelmän viat häiritsevät kuitujen sähkönjohtavuutta. Mutta hermosäikeiden lisäksi on muitakin kiihtyviä kudoksia - hormonitoimintaa ja lihaksia.
Mutta tarkastelemme johtavien kudosten ominaisuuksia ja kerromme orgaanisten solujen viritysprosessin esimerkillä depolarisaation kriittisen tason merkityksestä. Hermoston fysiologia liittyy läheisesti sähkövarauksen indikaattoreihin hermosolussa ja sen ulkopuolella.
Jos yksi elektrodi on kiinnitetty aksonin ulkokuoreen ja toinen sen sisäosaan, on olemassa potentiaaliero. Hermopolkujen sähköinen aktiivisuus perustuu tähän eroon.
Mikä on lepopotentiaali ja toimintapotentiaali?
Kaikki hermoston solut ovat polarisoituneita, eli niillä on erilainen sähkövaraus erityisen kalvon sisällä ja ulkopuolella. Hermosolu on ainasen lipoproteiinikalvo, jolla on biosähköisen eristeen tehtävä. Kalvojen ansiosta soluun syntyy lepopotentiaali, joka on välttämätöntä myöhempää aktivointia varten.
Lepopotentiaali säilyy ionien siirrolla. Kaliumionien vapautuminen ja kloorin sisäänpääsy lisäävät kalvon lepopotentiaalia.
Aktiopotentiaali kerääntyy depolarisaatiovaiheessa eli sähkövarauksen nousussa.
Aktiopotentiaalin vaiheet. Fysiologia
Joten, depolarisaatio fysiologiassa on kalvopotentiaalin vähenemistä. Depolarisaatio on perusta hermosolun eli hermosolun toimintapotentiaalin syntymiselle. Kun depolarisaation kriittinen taso saavutetaan, mikään, edes voimakas ärsyke, ei pysty aiheuttamaan reaktioita hermosoluissa. Samaan aikaan aksonin sisällä on paljon natriumia.
Välittömästi tämän vaiheen jälkeen seuraa suhteellisen kiihtyvyysvaihe. Vastaus on jo mahdollinen, mutta vain vahvaan ärsykesignaaliin. Suhteellinen kiihtyvyys siirtyy hitaasti korotuksen vaiheeseen. Mitä on korotus? Tämä on kudosten kiihottumisen huippu.
Koko tämän ajan natriumin aktivointikanavat ovat kiinni. Ja niiden avautuminen tapahtuu vain, kun hermosäitu purkautuu. Repolarisaatiota tarvitaan negatiivisen varauksen palauttamiseksi kuidun sisällä.
Mitä depolarisaation kriittinen taso (CDL) tarkoittaa?
Joten, kiihtyvyys on fysiologiassasolun tai kudoksen kyky vastata ärsykkeeseen ja tuottaa jonkinlainen impulssi. Kuten havaitsimme, solut tarvitsevat tietyn varauksen - polarisaation - toimiakseen. Varauksen kasvua miinuksesta plussaan kutsutaan depolarisaatioksi.
Depolarisaation jälkeen tapahtuu aina uudelleenpolarisaatiota. Viritysvaiheen jälkeen sisällä olevan varauksen tulee muuttua jälleen negatiiviseksi, jotta kenno voi valmistautua seuraavaan reaktioon.
Kun volttimittarin lukemat on asetettu arvoon 80, tämä on lepovaihe. Se tapahtuu repolarisaation päätyttyä, ja jos laite näyttää positiivisen arvon (suurempi kuin 0), käänteinen repolarisaatiovaihe on lähestymässä maksimitasoa - depolarisaation kriittistä tasoa.
Miten impulssit välittyvät hermosoluista lihaksiin?
Sähköimpulssit, jotka ovat syntyneet kalvon virityksessä, välittyvät hermosäikeitä pitkin suurella nopeudella. Signaalin nopeus selittyy aksonin rakenteella. Aksonia peittää osittain vaippa. Ja myelinoituneiden alueiden välissä on Ranvierin solmuja.
Tämän hermosäidun järjestelyn ansiosta positiivinen varaus vuorottelee negatiivisen kanssa ja depolarisaatiovirta etenee lähes samanaikaisesti koko aksonin pituudella. Supistumissignaali saavuttaa lihaksen sekunnin murto-osassa. Sellainen indikaattori kuin kalvon depolarisaation kriittinen taso tarkoittaa merkkiä, jossa huipputoimintapotentiaali saavutetaan. Lihaksen supistumisen jälkeen repolarisaatio alkaa koko aksonia pitkin.
Mitä tapahtuudepolarisaation aikana?
Mitä sellainen indikaattori kuin depolarisaation kriittinen taso tarkoittaa? Fysiologiassa tämä tarkoittaa, että hermosolut ovat jo valmiita toimimaan. Koko elimen oikea toiminta riippuu normaalista, oikea-aikaisesta toimintapotentiaalin vaiheiden muutoksesta.
Kriittinen taso (CLL) on noin 40–50 Mv. Tällä hetkellä sähkökenttä kalvon ympärillä pienenee. Polarisaatioaste riippuu suoraan siitä, kuinka monta natriumkanavaa solussa on auki. Kenno ei tällä hetkellä ole vielä valmis vasteeseen, mutta kerää sähköpotentiaalin. Tätä ajanjaksoa kutsutaan absoluuttiseksi tulenkestävyydeksi. Vaihe kestää vain 0,004 s hermosoluissa ja sydänlihassoluissa - 0,004 s.
Kun depolarisaation kriittinen taso on ohitettu, ilmaantuu superherätettävyys. Hermosolut voivat reagoida jopa kynnyksen alaisen ärsykkeen vaikutukseen, eli ympäristön suhteellisen heikkoon vaikutukseen.
Natrium- ja kaliumkanavien toiminnot
Joten, proteiini-ionikanava on tärkeä osallistuja depolarisaatio- ja repolarisaatioprosesseissa. Selvitetään, mitä tämä käsite tarkoittaa. Ionikanavat ovat proteiinien makromolekyylejä, jotka sijaitsevat plasmakalvon sisällä. Kun ne ovat auki, epäorgaaniset ionit voivat kulkea niiden läpi. Proteiinikanavissa on suodatin. Vain natrium kulkee natriumkanavan läpi, vain tämä alkuaine kulkee kaliumkanavan läpi.
Näillä sähköohjatuilla kanavilla on kaksi porttia: yksi on aktivointi, sillä on kyky siirtää ioneja, toineninaktivointi. Kun kalvon lepopotentiaali on -90 mV, portti sulkeutuu, mutta kun depolarisaatio alkaa, natriumkanavat avautuvat hitaasti. Potentiaalin kasvu johtaa kanavaventtiilien jyrkkään sulkeutumiseen.
Tekijä, joka vaikuttaa kanavien aktivoitumiseen, on solukalvon kiihtyvyys. Sähköisen virittyvyyden vaikutuksesta laukeaa 2 tyyppisiä ionireseptoreita:
- aloittaa ligandireseptorien toiminnan - kemoriippuvaisille kanaville;
- Sähkösignaali sähkökäyttöisille kanaville.
Kun solukalvon depolarisaation kriittinen taso saavutetaan, reseptorit antavat signaalin, että kaikki natriumkanavat on suljettava ja kaliumkanavat alkavat avautua.
Natriumkaliumpumppu
Viritysimpulssin siirtoprosessit kaikkialla tapahtuvat natrium- ja kalium-ionien liikkeen aiheuttaman sähköisen polarisaation ansiosta. Alkuaineiden liike tapahtuu aktiivisen ionin kuljetuksen periaatteella - 3 Na+ sisäänpäin ja 2 K+ ulospäin. Tätä vaihtomekanismia kutsutaan natrium-kaliumpumpuksi.
Sydänlihassolujen depolarisaatio. Sydämen lyöntivaiheet
Sydämen supistumisjaksot liittyvät myös johtumisreittien sähköiseen depolarisaatioon. Supistumissignaali tulee aina oikeassa eteisessä sijaitsevista SA-soluista ja etenee Hiss-reittejä pitkin Torel- ja Bachmann-kimppuihin vasempaan eteiseen. Hissin nipun oikea ja vasen prosessi välittää signaalin sydämen kammioihin.
Hermosolut depolarisoituvat nopeammin ja kuljettavat signaalia myeliinivaipan läsnäolon vuoksi, mutta myös lihaskudos depolarisoituu vähitellen. Eli niiden varaus muuttuu negatiivisesta positiiviseksi. Tätä sydämen syklin vaihetta kutsutaan diastoliksi. Kaikki solut ovat tässä yhteydessä toisiinsa ja toimivat yhtenä kompleksina, koska sydämen työtä on koordinoitava mahdollisimman paljon.
Kun oikean ja vasemman kammion seinämien depolarisaation kriittinen taso tapahtuu, syntyy energian vapautumista - sydän supistuu. Sitten kaikki solut uudelleenpolarisoituvat ja valmistautuvat toiseen supistukseen.
Depression Verigo
Vuonna 1889 kuvattiin fysiologian ilmiö, jota kutsutaan Verigon katoliseksi masennukseksi. Depolarisaation kriittinen taso on depolarisaation taso, jossa kaikki natriumkanavat ovat jo inaktivoituneet ja kaliumkanavat toimivat sen sijaan. Jos virran aste kasvaa vielä enemmän, hermokuidun kiihtyvyys vähenee merkittävästi. Ja depolarisaation kriittinen taso ärsykkeiden vaikutuksesta laskee asteikosta.
Verigon masennuksen aikana viritysnopeus hidastuu ja lopulta laantuu kokonaan. Solu alkaa mukautua muuttamalla toiminnallisia ominaisuuksia.
Sopeutumismekanismi
Joissain olosuhteissa depolarisoiva virta ei vaihdu pitkään aikaan. Tämä on ominaista aistinvaraisille kuiduille. Tällaisen virran asteittainen pitkäaikainen nousu yli 50 mV:n normin johtaa elektronisten pulssien taajuuden kasvuun.
Vastauksena tällaisiin signaaleihinkaliumkalvon johtavuus. Hitaammat kanavat aktivoituvat. Tämän seurauksena hermokudoksen kyky toistaa vasteet syntyy. Tätä kutsutaan hermosäikeiden mukautumiseksi.
Sopeutuessaan solut alkavat kerääntyä suuren määrän lyhyiden signaalien sijaan ja vapauttavat yhden vahvan potentiaalin. Ja kahden reaktion välit kasvavat.
