Handlingspotentiale

Synonymer

Nerveimpuls, excitationspotentiale, spike, eksitationsbølge, handlingspotentiale, elektrisk excitation

definition

Handlingspotentialet er en kort ændring i en celles membranpotentiale fra dens hvilepotentiale. Det tjener til at transmittere elektrisk ophidselse og er derfor elementær til transmission af stimuli.

fysiologi

For at forstå handlingspotentialet skal man først se på Hvilepotentiale blive opmærksom på en celle. Hver exciterbar celle i hviletilstand har en. Det er oprettet af Forskel i ansvaret mellem indersiden og ydersiden af Celle membran og det afhænger af den respektive celle, hvor høj den er. Som regel svinger værdierne mellem -50 mV og -100 mV. De fleste nerveceller har et hvilepotentiale på -70 mV, hvilket betyder, at indersiden af ​​cellemembranen i hviletilstand er negativt ladet sammenlignet med ydersiden af ​​cellemembranen. Vi ser nu på udviklingen af ​​et handlingspotentiale ved hjælp af en nervecelle. Her forårsager handlingspotentiale en hurtig en Excitation ledning i kroppen over lange afstande.

Startposition

Cellen har et hvilemembranpotentiale, som opretholdes af natrium-kaliumpumpen.

Indledningsfase

En excitation, udløst af en stimulus, når cellen. Den indvendige del af cellen bliver mere positiv på grund af de tilsigende natriumioner. Når en bestemt tærskelværdi overskrides (i tilfælde af nerveceller ca. - 50 mV), udløses et handlingspotentiale. Dette fungerer i henhold til “alt eller intet-princippet”. Det betyder, at der ikke er noget som "et lille handlingspotentiale", hverken det opstår eller ikke. Formen på handlingspotentialet er altid ensartet, efter at tærskelværdien er overskredet, uanset styrken af ​​stimulansen.

depolarisering

Hvis tærskelværdien overskrides, åbnes mange natriumkanaler på cellemembranen i et fall, og mange natriumioner strømmer udefra ind i celleindretningen på en gang. Cellen bliver positiv inde med op til ca. +20 til + 30 mV. Denne begivenhed er også kendt som "spredning" eller "overskridelse".

repolarisering

Når maksimal spredning er nået, begynder natriumkanalerne at lukke igen. For dette åbnes kaliumkanaler, med hvilke positivt ladede kaliumioner flyder ud af cellen, og indersiden af ​​cellen bliver mere negativ igen.

hyperpolarisering

Som et resultat af repolariseringen nås hvilepotentialet normalt ikke med det første og kan nå værdier på op til -90 mV, for eksempel i en nervecelle med et hvilepotentiale på -70 mV. Dette kaldes også hyperpolariserende postpotentiale. Det stammer fra det faktum, at kaliumkanalerne lukker langsommere, og at der derfor strømmer mere positivt ladede kaliumioner ud af cellen.

Det oprindelige forhold gendannes derefter af natrium-kaliumpumpen, der bruger energi til at transportere tre natriumioner ud af cellen og til gengæld to kaliumioner ind i cellen.

Den såkaldte ildfaste fase er også vigtig for handlingspotentialet. Det skyldes, at natriumkanalerne er inaktive i kort tid efter, at handlingspotentialet er udløst. Således kan intet yderligere handlingspotentiale udløses i den "absolutte ildfaste periode", og et yderligere handlingspotentiale kan kun udløses i begrænset omfang i den "relative ildfaste periode".

Et handlingspotentiale varer ca. 1-2 millisekunder i nerveceller. I en hjertemuskelcelle kan det endda være flere hundrede millisekunder.

Handlingspotentiale i hjertet

Grundlaget for elektrisk stimulering i hjertet er det såkaldte handlingspotentiale. Det repræsenterer den biologisk tidsbegrænsede ændring i en elektrisk spænding over cellemembranen, som ender med en muskelhandling, i dette tilfælde hjerteslag. Med en varighed på omkring 200 til 400 millisekunder afhængigt af den respektive hjerterytme, dvs. antallet af hjerteslag pr. Minut, dvs. Handlingspotentiale på hjertet længere end den i en skeletmuskel eller nervecelle. Dette beskytter hjertet mod overexcitation.

Med udgangspunkt i et vist hvilepotentiale, en basisspænding på omkring minus 90 millivolt, der påføres cellernes membraner, løber handlingspotentialet gennem hjertet fire faser af ophidselse dannelse. Forskellige ionkanaler arbejder sammen for at ændre den elektriske spænding på ydersiden af ​​cellerne. Disse er for det meste transportproteiner, der er placeret i cellernes hud og transporterer forskellige meget små ladede partikler over deres membran. Dette vil gøre elektrisk spænding på cellen skifter og dannede således handlingspotentialet på hjertet.

I første fase, den såkaldte Depolarisationsfase, øges evnen til at transportere positivt ladede natriumpartikler. Disse flyder nu ind i det indre af cellerne og fører til en Stigning i spænding fra ca. minus 90 millivolt til plus 30 millivolt.

Ved at flytte den elektriske ladning til det positive interval bliver de specifikke Calciumkanaler i hjertet åben. Så det kommer til en Tilstrømning af calciumpartikler i hjertecellerne. Dette anden fase repræsenterer det langvarige, typisk for hjertet Plateau fase Det er her spændingen bæres og forhindrer blandt andet indtrængen af ​​yderligere overflødige handlingspotentialer. Det sikrer hjertets kontrollerede pumpekapacitet og beskytter mod hjertearytmier.

I tredje fase, af Genpolarisationsfase, vender den elektriske spænding langsomt tilbage mod hvilepotentialet på minus 90 millivolt. Gennem en energikrævende proces, i modsætning til koncentrationsgradienten over cellen, bliver tilstrømningen aktiv Natriumpartikler tilbage udenfor og udkom Kaliumdele tilbage i cellen transporteres. Og dette, indtil det oprindelige hvilepotentiale er jævnet ud igen. Cellen er nu klar til et nyt handlingspotentiale.

Handlingspotentiale ved sinusknudepunktet

Excitationsoprøret for handlingspotentialet i hjertet ligger i den såkaldte Sinusknude. Dette er placeret i den højre aurikel nær sammenløbet af den overlegne vena cava, der transporterer blodet fra overkroppen til hjertet.

Sinusknuden består af modificerede muskelcellerder skaber de handlingspotentialer, der er nødvendige for ophidselse. De danner således den naturlige Pacemaker af vores hjerte. Disse er hurtigt exciterbare celler med en naturlig frekvens på ca. 60 til 80 slag pr. Minut. Denne naturlige frekvens kan registreres i form af puls.

Derfra tager det resulterende handlingspotentiale sin gang via visse anatomiske strukturer for at føre til en sammentrækning, et hjerteslag, i hjertets arbejdsmuskler. Antallet af slag pr. Minut kan tilpasses personens belastning. Af sympatisk, et autonomt nervesystem, der er især vigtigt, når du stiger byrde er aktiveret, fører til en stigning i de indkommende handlingspotentialer.
Vil det modsatte, den såkaldte Parasympatisk nervesystem aktiveret, især i Hvileperioder af kroppen spiller en rolle, antallet af handlingspotentialer mod hjertet er smurt. Hjerterytmen bremser. Også Medicin og kroppens egne Hormoner, som adrenalin, påvirker dette system.