Alle zenuwactiviteit functioneert met succes dankzij de afwisseling van fasen van rust en prikkelbaarheid. Storingen in het polarisatiesysteem verstoren de elektrische geleidbaarheid van de vezels. Maar naast zenuwvezels zijn er andere prikkelbare weefsels - endocrien en spieren.
Maar we zullen de kenmerken van geleidende weefsels beschouwen, en aan de hand van het voorbeeld van het proces van excitatie van organische cellen, zullen we vertellen over de betekenis van het kritische niveau van depolarisatie. De fysiologie van zenuwactiviteit hangt nauw samen met de indicatoren van elektrische lading binnen en buiten de zenuwcel.
Als een elektrode is bevestigd aan de buitenste schil van het axon en de andere aan het binnenste deel, dan is er een potentiaalverschil. De elektrische activiteit van de zenuwbanen is gebaseerd op dit verschil.
Wat is rustpotentiaal en actiepotentiaal?
Alle cellen van het zenuwstelsel zijn gepolariseerd, dat wil zeggen dat ze een verschillende elektrische lading hebben binnen en buiten een speciaal membraan. De zenuwcel is altijdzijn lipoproteïnemembraan, dat de functie heeft van een bio-elektrische isolator. Dankzij de membranen wordt het rustpotentieel in de cel gecreëerd, wat nodig is voor latere activering.
Het rustpotentieel wordt in stand gehouden door de overdracht van ionen. Het vrijkomen van kaliumionen en het binnendringen van chloor verhogen het rustpotentieel van het membraan.
Actiepotentiaal accumuleert in de fase van depolarisatie, dat wil zeggen, de opkomst van een elektrische lading.
Fases van de actiepotentiaal. Fysiologie
Dus, depolarisatie in de fysiologie is een afname van de membraanpotentiaal. Depolarisatie is de basis voor het ontstaan van prikkelbaarheid, dat wil zeggen de actiepotentiaal voor een zenuwcel. Wanneer een kritiek niveau van depolarisatie is bereikt, kan nee, zelfs een sterke stimulus, reacties in zenuwcellen veroorzaken. Tegelijkertijd zit er veel natrium in het axon.
Onmiddellijk na deze fase volgt de fase van relatieve prikkelbaarheid. Het antwoord is al mogelijk, maar alleen op een sterk stimulussignaal. Relatieve prikkelbaarheid gaat langzaam over in de fase van verhoging. Wat is verhoging? Dit is de piek van weefselprikkelbaarheid.
Al die tijd zijn de natriumactiveringskanalen gesloten. En hun opening zal alleen plaatsvinden wanneer de zenuwvezel wordt ontladen. Repolarisatie is nodig om de negatieve lading in de vezel te herstellen.
Wat betekent het kritische niveau van depolarisatie (CDL)?
Dus, prikkelbaarheid zit in de fysiologiehet vermogen van een cel of weefsel om op een stimulus te reageren en een soort impuls te genereren. Zoals we ontdekten, hebben cellen een bepaalde lading - polarisatie - nodig om te werken. De toename van de lading van min naar plus wordt depolarisatie genoemd.
Na depolarisatie is er altijd repolarisatie. De lading binnenin na de excitatiefase moet weer negatief worden zodat de cel zich kan voorbereiden op de volgende reactie.
Wanneer de voltmeter-uitlezingen zijn vastgesteld op 80, is dit de rustfase. Het treedt op na het einde van de repolarisatie, en als het apparaat een positieve waarde toont (groter dan 0), dan nadert de omgekeerde repolarisatiefase het maximale niveau - het kritieke niveau van depolarisatie.
Hoe worden impulsen doorgegeven van zenuwcellen naar spieren?
Elektrische impulsen die zijn ontstaan tijdens de excitatie van het membraan worden met hoge snelheid langs de zenuwvezels doorgegeven. De snelheid van het signaal wordt verklaard door de structuur van het axon. Het axon is gedeeltelijk omhuld door een omhulsel. En tussen de gemyeliniseerde gebieden zijn knopen van Ranvier.
Dankzij deze opstelling van de zenuwvezel wordt de positieve lading afgewisseld met de negatieve en plant de depolarisatiestroom zich bijna gelijktijdig voort over de gehele lengte van het axon. Het contractiesignaal bereikt de spier in een fractie van een seconde. Een indicator als het kritische niveau van membraandepolarisatie betekent het punt waarop de piekactiepotentiaal wordt bereikt. Na spiercontractie begint de repolarisatie langs het gehele axon.
Wat is er aan de handtijdens depolarisatie?
Wat betekent zo'n indicator als een kritisch niveau van depolarisatie? In de fysiologie betekent dit dat de zenuwcellen al klaar zijn om te werken. De juiste werking van het hele orgaan hangt af van de normale, tijdige verandering van fasen van de actiepotentiaal.
Het kritieke niveau (CLL) is ongeveer 40-50 Mv. Op dit moment neemt het elektrische veld rond het membraan af. De mate van polarisatie hangt direct af van hoeveel natriumkanalen van de cel open zijn. De cel is op dit moment nog niet klaar voor een reactie, maar verzamelt een elektrisch potentiaal. Deze periode wordt absolute ongevoeligheid genoemd. De fase duurt slechts 0,004 s in zenuwcellen en in hartspiercellen - 0,004 s.
Na het passeren van een kritiek niveau van depolarisatie, treedt superprikkelbaarheid in. Zenuwcellen kunnen zelfs reageren op de actie van een stimulus onder de drempel, dat wil zeggen een relatief zwak effect van de omgeving.
Functies van natrium- en kaliumkanalen
Dus, een belangrijke deelnemer in de processen van depolarisatie en repolarisatie is het eiwit-ionenkanaal. Laten we eens kijken wat dit concept betekent. Ionenkanalen zijn eiwitmacromoleculen die zich in het plasmamembraan bevinden. Als ze open zijn, kunnen anorganische ionen er doorheen gaan. Eiwitkanalen hebben een filter. Alleen natrium gaat door het natriumkanaal, alleen dit element gaat door het kaliumkanaal.
Deze elektrisch gestuurde kanalen hebben twee poorten: de ene is activering, heeft het vermogen om ionen door te geven, de andereinactivering. Op een moment dat de rustmembraanpotentiaal -90 mV is, is de poort gesloten, maar wanneer depolarisatie begint, gaan de natriumkanalen langzaam open. Een verhoging van het potentiaal leidt tot een scherpe sluiting van de kanaalkleppen.
De factor die de activering van kanalen beïnvloedt, is de prikkelbaarheid van het celmembraan. Onder invloed van elektrische prikkelbaarheid worden 2 soorten ionenreceptoren gelanceerd:
- start de werking van ligandreceptoren - voor chemoafhankelijke kanalen;
- Elektrisch signaal toegepast voor elektrisch bediende kanalen.
Wanneer een kritiek niveau van celmembraandepolarisatie is bereikt, geven receptoren een signaal dat alle natriumkanalen moeten worden gesloten en kaliumkanalen beginnen te openen.
Natriumkaliumpomp
De processen van overdracht van de excitatie-impuls vinden overal plaats vanwege de elektrische polarisatie die wordt uitgevoerd als gevolg van de beweging van natrium- en kaliumionen. De beweging van elementen vindt plaats op basis van het principe van actief ionentransport - 3 Na+ naar binnen en 2 K+ naar buiten. Dit uitwisselingsmechanisme wordt de natrium-kaliumpomp genoemd.
Depolarisatie van cardiomyocyten. Fasen van de hartslag
Hartcontractiecycli worden ook geassocieerd met elektrische depolarisatie van de geleidingsbanen. Het contractiesignaal komt altijd van de SA-cellen die zich in het rechteratrium bevinden en plant zich voort langs de Hiss-routes naar de Torel- en Bachmann-bundels naar het linkeratrium. De rechter en linker processen van de bundel van Hiss zenden het signaal naar de hartkamers.
Zenuwcellen depolariseren sneller en dragen het signaal door de aanwezigheid van de myelineschede, maar ook spierweefsel depolariseert geleidelijk. Dat wil zeggen, hun lading verandert van negatief naar positief. Deze fase van de hartcyclus wordt diastole genoemd. Alle cellen hier zijn met elkaar verbonden en werken als één complex, aangezien het werk van het hart zoveel mogelijk moet worden gecoördineerd.
Wanneer een kritiek niveau van depolarisatie van de wanden van de rechter en linker ventrikels optreedt, wordt een energieafgifte gegenereerd - het hart trekt samen. Alle cellen repolariseren dan en bereiden zich voor op een nieuwe samentrekking.
Depressie Verigo
In 1889 werd een fenomeen in de fysiologie beschreven, dat de katholieke depressie van Verigo wordt genoemd. Het kritieke niveau van depolarisatie is het niveau van depolarisatie waarbij alle natriumkanalen al zijn geïnactiveerd en kaliumkanalen in plaats daarvan werken. Als de stroomgraad nog meer toeneemt, wordt de prikkelbaarheid van de zenuwvezel aanzienlijk verminderd. En het kritieke niveau van depolarisatie onder invloed van stimuli gaat van de schaal.
Tijdens de depressie van Verigo neemt de snelheid van excitatie af en ten slotte volledig af. De cel begint zich aan te passen door functionele kenmerken te veranderen.
Aanpassingsmechanisme
Het komt voor dat onder bepaalde omstandigheden de depolariserende stroom gedurende lange tijd niet schakelt. Dit is kenmerkend voor sensorische vezels. Een geleidelijke langdurige toename van een dergelijke stroom boven de norm van 50 mV leidt tot een toename van de frequentie van elektronische pulsen.
In reactie op dergelijke signalen, degeleidbaarheid van het kaliummembraan. Langzamere kanalen worden geactiveerd. Als gevolg hiervan ontstaat het vermogen van het zenuwweefsel om reacties te herhalen. Dit wordt zenuwvezelaanpassing genoemd.
Bij het aanpassen beginnen cellen zich op te hopen in plaats van een groot aantal korte signalen en geven ze een enkel sterk potentieel af. En de intervallen tussen twee reacties worden steeds groter.
