Handlingspotensial

synonymer

Nerveimpuls, eksitasjonspotensial, pigg, eksitasjonsbølge, handlingspotensial, elektrisk eksitasjon

definisjon

Handlingspotensialet er en kort endring i cellens membranpotensial fra hvilepotensialet. Det tjener til å overføre elektrisk eksitasjon og er derfor elementær for overføring av stimuli.

fysiologi

For å forstå handlingspotensialet, må man først se på Hvilepotensial bli oppmerksom på en celle. Hver spennende celle i hviletilstand har en. Det er opprettet av Forskjell i ansvaret mellom innsiden og utsiden av Cellemembran og det avhenger av den respektive cellen hvor høy den er. Som regel svinger verdiene mellom -50 mV og -100 mV. De fleste nerveceller har et hvilepotensial på -70mV, noe som betyr at i hviletilstanden er innsiden av cellemembranen negativt ladet sammenlignet med utsiden av cellemembranen. Vi ser nå på utviklingen av et handlingspotensial ved bruk av en nervecelle. Her forårsaker handlingspotensialer et raskt Spenningsledelse i kroppen over lange avstander.

Startposisjon

Cellen har et hvilemembranpotensial, som opprettholdes av natrium-kaliumpumpen.

Initieringsfase

En eksitasjon, utløst av en stimulans, når cellen. Innersiden av cellen blir mer positiv på grunn av tilstrømning av natriumioner. Når en viss terskelverdi overskrides (i tilfelle nerveceller ca. - 50 mV), utløses et handlingspotensial. Dette fungerer i henhold til “alt eller ingenting-prinsippet”. Det betyr at det ikke er noe som heter "et lite potensial for handling", verken det oppstår eller ikke. Formen på handlingspotensialet er alltid ensartet etter at terskelverdien er overskredet, uavhengig av styrken til stimulusen.

depolarisering

Hvis terskelverdien overskrides, åpnes mange natriumkanaler på cellemembranen i ett fall og mange natriumioner strømmer fra utsiden inn i celleinnretningen på en gang. Cellen blir positiv inni med opptil ca. 20 til + 30 mV. Denne hendelsen er også kjent som "spredningen" eller "overskuddet".

repolarisering

Etter at maksimal spredning er nådd, begynner natriumkanalene å lukke seg igjen. For dette åpnes kaliumkanaler, med hvilke positivt ladede kaliumioner strømmer ut av cellen og innsiden av cellen blir mer negativ igjen.

hyperpolarization

Som et resultat av repolariseringen oppnås vanligvis ikke hvilepotensialet med det første og kan nå verdier på opptil -90 mV, for eksempel i en nervecelle med et hvilepotensial på -70 mV. Dette kalles også hyperpolariserende postpotensial. Det oppstår av det faktum at kaliumkanalene stenger saktere og at strømmer av mer positivt ladet kaliumioner strømmer ut av cellen.

Det opprinnelige forholdet blir deretter gjenopprettet av natrium-kaliumpumpen, som bruker energi på å transportere tre natriumioner ut av cellen, og til gjengjeld transporterer to kaliumioner inn i cellen.

Den såkalte ildfaste fasen er også viktig for handlingspotensialet. Det oppstår fra at natriumkanalene er inaktive i kort tid etter at handlingspotensialet er utløst. Dermed kan ikke noe ytterligere handlingspotensial utløses i løpet av den "absolutte ildfaste perioden", og et ytterligere handlingspotensial kan bare utløses i begrenset grad i løpet av den "relative ildfaste perioden".

Et handlingspotensial varer omtrent 1-2 millisekunder i nerveceller. I en hjertemuskelcelle kan det til og med være flere hundre millisekunder.

Handlingspotensiale i hjertet

Grunnlaget for elektrisk stimulering i hjertet er det såkalte handlingspotensialet. Det representerer den biologisk tidsbegrensede endringen i en elektrisk spenning over cellemembranen, som ender i en muskelhandling, i dette tilfellet hjerteslaget. Med en varighet på rundt 200 til 400 millisekunder avhengig av den respektive hjerterytmen, dvs. antall hjerterytme per minutt, det vil si Handlingspotensial på hjertet lenger enn en skjelettmuskulatur eller nervecelle. Dette beskytter hjertet mot overopphisselse.

Med utgangspunkt i et visst hvilepotensial, en grunnspenning på rundt minus 90 millivolt, som påføres cellens membraner, renner handlingspotensialet gjennom hjertet fire faser av opphisselsesdannelse. Ulike ionekanaler jobber sammen for å endre den elektriske spenningen på utsiden av cellene. Dette er for det meste transportproteiner som er lokalisert i huden på cellene og transporterer forskjellige veldig små ladede partikler over membranen. Dette vil gjøre elektrisk spenning på cellen endres og dannet således handlingspotensialet på hjertet.

I første fase, den såkalte Depolarisasjonsfaseøker evnen til å transportere positivt ladede natriumpartikler. Disse strømmer nå inn i cellene og fører til en Økning i spenning fra omtrent minus 90 millivolt til pluss 30 millivolt.

Ved å flytte den elektriske ladningen til det positive området, blir de spesifikke Kalsiumkanaler på hjertet åpen. Så det kommer til en Tilstrømning av kalsiumpartikler i hjertecellene. Dette andre fase representerer det varige, typisk for hjertet Platåfase Det er her spenningen blir båret og forhindrer blant annet inntreden av ytterligere overflødige handlingspotensialer. Det sikrer hjertets kontrollerte pumpekapasitet og beskytter mot hjertearytmier.

I tredje fase, av Ompolarisasjonsfase, går den elektriske spenningen sakte tilbake mot hvilepotensialet på minus 90 millivolt. Gjennom en energikrevende prosess, i motsetning til konsentrasjonsgradienten over cellen, blir tilstrømningen aktiv Natriumpartikler tilbake utenfor og utkom Kaliumdeler tilbake i cellen transporteres. Og dette til det opprinnelige hvilepotensialet har flatet ut igjen. Cellen er nå klar for et nytt handlingspotensial.

Handlingspotensial ved sinusknuten

Det eksiterende opphavet til handlingspotensialet i hjertet ligger i det såkalte Sinusknute. Dette er lokalisert i høyre aurikkel nær samløpet av den overlegne vena cava, som transporterer blodet fra overkroppen til hjertet.

Sinusknuten består av modifiserte muskelcellersom skaper handlingspotensialene som er nødvendige for opphisselse. De danner dermed den naturlige Pacemaker av hjertet vårt. Dette er raskt eksiterbare celler med en naturlig frekvens på rundt 60 til 80 slag per minutt. Denne naturlige frekvensen kan registreres i form av puls.

Derfra tar det resulterende handlingspotensialet sin gang via visse anatomiske strukturer for å føre til en sammentrekning, et hjerteslag, i hjertets arbeidsmuskler. Antallet slag per minutt kan tilpasses belastningen på personen. Av Medfølende, et autonomt nervesystem som er spesielt viktig når du øker byrde er aktivert, fører til en økning i innkommende handlingspotensialer.
Vil det motsatte, den såkalte Parasympatisk nervesystem aktivert, spesielt i Hvileperioder av kroppen spiller en rolle, blir antall handlingspotensialer mot hjertet strupet. Hjerteslaget bremser. Også medisinering og kroppens egne hormoner, som adrenalin, påvirker dette systemet.