Vücudumuzdaki organ ve dokuların işleyişi birçok faktöre bağlıdır. Bazı hücreler (kardiyomiyositler ve sinirler), özel hücre bileşenleri veya düğümlerinde üretilen sinir uyarılarının iletilmesine bağlıdır. Sinir impulsunun temeli, aksiyon potansiyeli adı verilen özel bir uyarma dalgasının oluşumudur.
Bu nedir?
Bir aksiyon potansiyeline genellikle hücreden hücreye hareket eden bir uyarma dalgası denir. Oluşumu ve hücre zarlarından geçişi nedeniyle, yüklerinde kısa süreli bir değişiklik meydana gelir (normalde zarın iç tarafı negatif, dış tarafı pozitif olarak yüklenir). Üretilen dalga, hücrenin iyon kanallarının özelliklerinde bir değişikliğe katkıda bulunur ve bu da zarın yeniden şarj olmasına yol açar. Aksiyon potansiyeli zardan geçtiği anda, yükünde kısa süreli bir değişiklik olur ve bu da hücrenin özelliklerinde bir değişikliğe yol açar.
Bu dalganın oluşumu, sinir lifinin işleyişinin yanı sıra kalbin yol sisteminin temelini oluşturur.
Oluşumu bozulduğunda birçok hastalık gelişir, bu da vücutta gerekli aksiyon potansiyelinin belirlenmesini sağlar.teşhis ve tedavi önlemleri kompleksi.
Aksiyon potansiyeli nasıl oluşur ve özelliği nedir?
Araştırma geçmişi
Hücrelerde ve liflerde uyarılma oluşumunun araştırılması oldukça uzun zaman önce başladı. Oluşumunu ilk fark eden, çeşitli uyaranların kurbağanın açıkta kalan tibial siniri üzerindeki etkilerini inceleyen biyologlardı. Konsantre bir sofra tuzu çözeltisine maruz kaldıklarında kas kasılmasının gözlemlendiğini fark ettiler.
Gelecekte araştırmalara nörologlar tarafından devam edildi, ancak fizikten sonra aksiyon potansiyelini inceleyen ana bilim fizyolojidir. Kalp hücrelerinde ve sinirlerde bir aksiyon potansiyelinin varlığını kanıtlayanlar fizyologlardı.
Potansiyellerin araştırılmasında daha derine indikçe, dinlenme potansiyelinin varlığı da kanıtlandı.
19. yüzyılın başlarından itibaren bu potansiyellerin varlığını tespit etmek ve büyüklüklerini ölçmek için yöntemler oluşturulmaya başlandı. Şu anda, aksiyon potansiyellerinin tespiti ve incelenmesi, elektrokardiyogramların ve elektroensefalogramların çıkarılması olmak üzere iki enstrümantal çalışmada gerçekleştirilir.
Aksiyon potansiyeli mekanizması
Uyarma oluşumu, sodyum ve potasyum iyonlarının hücre içi konsantrasyonundaki değişiklikler nedeniyle oluşur. Normalde hücre sodyumdan daha fazla potasyum içerir. Sodyum iyonlarının hücre dışı konsantrasyonu sitoplazmadakinden çok daha yüksektir. Aksiyon potansiyelinin neden olduğu değişiklikler, hücre içine sodyum iyonlarının akışıyla sonuçlanan zar üzerindeki yükte bir değişikliğe katkıda bulunur. Bu nedenlehücrenin dışındaki ve içindeki yükler değişir (sitoplazma pozitif olarak yüklenir ve dış ortam negatif olarak yüklenir.
Bu, dalganın hücreden geçişini kolaylaştırmak için yapılır.
Dalga sinaps yoluyla iletildikten sonra, negatif yüklü klorür iyonlarının hücre içindeki akımı nedeniyle yük tersine çevrilir. Hücrenin dışındaki ve içindeki ilk şarj seviyeleri geri yüklenir, bu da dinlenme potansiyelinin oluşumuna yol açar.
Dinlenme ve heyecan dönemleri birbirini takip eder. Patolojik bir hücrede her şey farklı olabilir ve orada AP oluşumu biraz farklı yasalara uyacaktır.
PD aşamaları
Bir aksiyon potansiyelinin seyri birkaç aşamaya ayrılabilir.
İlk aşama, kritik bir depolarizasyon seviyesi oluşana kadar devam eder (geçici bir aksiyon potansiyeli, zarın yavaş boşalmasını uyarır, bu maksimum seviyeye ulaşır, genellikle -90 meV civarında). Bu aşamaya prespike denir. Sodyum iyonlarının hücre içine girmesi nedeniyle gerçekleşir.
Bir sonraki aşama, tepe potansiyeli (veya başak), dar açılı bir parabol oluşturur, burada potansiyelin yükselen kısmı membran depolarizasyonu (hızlı) ve azalan kısım repolarizasyon anlamına gelir.
Üçüncü aşama - negatif iz potansiyeli - iz depolarizasyonunu gösterir (depolarizasyonun zirvesinden dinlenme durumuna geçiş). Klor iyonlarının hücreye girmesinden kaynaklanır.
Dördüncü aşamada, pozitiflik aşamasıiz potansiyeli, zarın şarj seviyeleri orijinaline döner.
Aksiyon potansiyeli tarafından belirlenen bu aşamalar kesinlikle birbirini takip eder.
Aksiyon potansiyeli fonksiyonları
Şüphesiz bazı hücrelerin işleyişinde aksiyon potansiyelinin gelişmesi önemlidir. Uyarma, kalbin çalışmasında önemli bir rol oynar. Onsuz, kalp basitçe hareketsiz bir organ olurdu, ancak dalganın kalbin tüm hücrelerinde yayılması nedeniyle, kasılır, bu da kanın damar yatağından geçmesine yardımcı olur, tüm dokuları ve organları onunla zenginleştirir.
Sinir sistemi de normalde bir aksiyon potansiyeli olmadan işlevini yerine getiremez. Organlar, belirli bir işlevi yerine getirmek için sinyaller alamazlardı, bunun sonucunda basitçe işe yaramaz olurdu. Ek olarak, sinir liflerinde bir sinir impulsunun iletilmesindeki iyileşme (miyelin görünümü ve Ranvier'in kesişimleri), bir saniyenin kesirlerinde bir sinyal iletmeyi mümkün kıldı, bu da reflekslerin ve bilincin gelişmesine yol açtı. hareketler.
Bu organ sistemlerine ek olarak, diğer birçok hücrede de aksiyon potansiyeli oluşur, ancak onlarda sadece hücrenin belirli işlevlerinin performansında rol oynar.
Kalpte aksiyon potansiyelinin yükselmesi
Çalışması aksiyon potansiyeli oluşumu ilkesine dayanan ana organ kalptir. Dürtü oluşumu için düğümlerin varlığı nedeniyle, işlevi dokulara kan vermek olan bu organın çalışması gerçekleştirilir veyetkililer.
Kalpteki aksiyon potansiyeli sinüs düğümünde üretilir. Sağ atriyumda vena cava'nın birleştiği yerde bulunur. Oradan dürtü, kalbin iletim sisteminin lifleri boyunca - düğümden atriyoventriküler kavşağa kadar yayılır. His demeti boyunca, daha doğrusu bacakları boyunca geçen dürtü, sağ ve sol ventriküllere geçer. Kalınlıklarında daha küçük yollar vardır - uyarmanın kalbin her hücresine ulaştığı Purkinje lifleri.
Kardiyomiyositlerin aksiyon potansiyeli bileşiktir, yani. kalp dokusunun tüm hücrelerinin kasılmasına bağlıdır. Bir blok (kalp krizinden sonraki bir yara izi) varlığında, elektrokardiyogramda kaydedilen bir aksiyon potansiyelinin oluşumu bozulur.
Sinir sistemi
PD, sinir sistemi hücreleri olan nöronlarda nasıl oluşur. Burada her şey biraz daha kolay yapılır.
Dış dürtü, sinir hücrelerinin büyümeleri tarafından algılanır - hem deride hem de diğer tüm dokularda bulunan reseptörlerle ilişkili dendritler (dinlenme potansiyeli ve aksiyon potansiyeli de birbirinin yerini alır). Tahriş, içlerinde bir aksiyon potansiyeli oluşumunu kışkırtır, daha sonra dürtü, sinir hücresinin gövdesinden uzun sürecine - aksona ve ondan sinapslardan diğer hücrelere geçer. Böylece oluşan uyarı dalgası beyne ulaşır.
Sinir sisteminin bir özelliği, miyelinle kaplı ve onsuz olmak üzere iki tip lifin bulunmasıdır. Bir aksiyon potansiyelinin ortaya çıkması ve miyelin bulunan liflerde iletilmesi,demiyelinizandan çok daha hızlı gerçekleştirilir.
Bu fenomen, AP'nin miyelinli lifler boyunca yayılmasının "sıçramalar" nedeniyle meydana gelmesi nedeniyle gözlemlenir - dürtü, sonuç olarak yolunu az altan ve buna bağlı olarak hızlanan miyelin bölümlerinin üzerinden atlar. onun yayılması.
Dinlenme potansiyeli
Dinlenme potansiyeli gelişmeden aksiyon potansiyeli olmaz. Dinlenme potansiyeli, hücrenin, zarının içindeki ve dışındaki yüklerin önemli ölçüde farklı olduğu normal, uyarılmamış durumu olarak anlaşılır (yani, zarın dışında pozitif yüklü ve içeride negatif yüklüdür). Dinlenme potansiyeli, hücre içindeki ve dışındaki yükler arasındaki farkı gösterir. Normalde, -50 ila -110 meV arasında değişir. Sinir liflerinde bu değer genellikle -70 meV'dir.
Klorür iyonlarının hücre içine göç etmesinden ve zarın iç kısmında negatif bir yük oluşmasından kaynaklanır.
Hücre içi iyonların konsantrasyonunu değiştirirken (yukarıda bahsedildiği gibi), PP, PD'nin yerini alır.
Normalde, vücudun tüm hücreleri uyarılmamış bir durumdadır, bu nedenle potansiyellerin değişimi fizyolojik olarak gerekli bir süreç olarak kabul edilebilir, çünkü onlarsız kardiyovasküler ve sinir sistemleri faaliyetlerini gerçekleştiremez.
Dinlenme ve aksiyon potansiyelleri üzerine araştırmaların önemi
Dinlenme potansiyeli ve aksiyon potansiyeli, vücudun ve ayrıca organların durumunu belirlemenize olanak tanır.
Kalpten gelen aksiyon potansiyelinin sabitlenmesi (elektrokardiyografi)durumunu ve tüm bölümlerinin işlevsel yeteneğini belirler. Normal bir EKG'yi incelerseniz, üzerindeki tüm dişlerin aksiyon potansiyelinin ve ardından gelen dinlenme potansiyelinin bir tezahürü olduğunu görebilirsiniz (sırasıyla, bu potansiyellerin atriyumda ortaya çıkması P dalgasını ve uyarının yayılımını gösterir. karıncıklar - R dalgası).
Elektroensefalograma gelince, üzerinde çeşitli dalga ve ritimlerin (özellikle sağlıklı bir insanda alfa ve beta dalgalarının) oluşması da beyin nöronlarında aksiyon potansiyellerinin oluşmasından kaynaklanmaktadır.
Bu çalışmalar, belirli bir patolojik sürecin gelişiminin zamanında tespit edilmesini sağlar ve orijinal hastalığın başarılı tedavisinin neredeyse yüzde 50'sini belirler.
