Handlingspotentiale

Synonymer

Nerveimpuls, excitationspotentiale, spike, excitationsbølge, handlingspotentiale, elektrisk excitation

definition

Handlingspotentialet er en kort ændring i en celles membranpotentiale fra dens hvilepotentiale. Det bruges til at transmittere elektrisk excitation og er derfor elementært til transmission af stimuli.

fysiologi

For at forstå handlingspotentialet skal man først se på Hvilepotentiale blive opmærksom på en celle. Hver spændende celle i hviletilstand har en. Det er skabt af Forskel i afgift 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 -70mV, hvilket betyder, at i hviletilstand er indersiden af ​​cellemembranen negativt ladet sammenlignet med ydersiden af ​​cellemembranen. Vi vil nu se på udviklingen af ​​et handlingspotentiale ved hjælp af en nervecelle. Her forårsager handlingspotentialer en hurtig 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. Indersiden af ​​cellen bliver mere positiv på grund af de indstrømmende natriumioner. Hvis en bestemt tærskelværdi overskrides (i tilfælde af nerveceller ca. - 50mV) udløses et handlingspotentiale. Dette fungerer efter ”alt eller intet-princippet”. Det betyder, at der ikke er noget som “lidt potentiale for handling”, hverken opstår det eller ikke. Handlingspotentialets form er altid ensartet, efter at tærskelværdien er overskredet, uanset stimulusens styrke.

Depolarisering

Hvis tærskelværdien overskrides, åbner mange natriumkanaler på cellemembranen i et slag, og mange natriumioner strømmer ind i cellen udefra på én gang. Cellen bliver positiv indeni med op til ca. +20 til + 30 mV. Denne begivenhed er også kendt som "spredning" eller "overskridelse".

Repolarisering

Når det maksimale spredning er nået, begynder natriumkanalerne at lukke igen. Til dette åbner kaliumkanaler, med hvilke positivt ladede kaliumioner strømmer ud af cellen, og indersiden af ​​cellen bliver mere negativ igen.

Hyperpolarisering

Som et resultat af repolarisering nås hvilepotentialet normalt ikke først og kan nå værdier på op til - 90 mV, for eksempel i tilfælde af en nervecelle med et hvilepotentiale på -70 mV. Dette kaldes også hyperpolariserende postpotentiale. Det skyldes, at kaliumkanalerne lukkes langsommere, og således strømmer mere positivt ladede kaliumioner ud af cellen.

Det oprindelige forhold genoprettes derefter af natrium-kaliumpumpen, som 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 cirka 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 på tværs af cellemembranen, som ender i en muskelhandling, i dette tilfælde hjerteslag. Med en varighed på ca. 200 til 400 millisekunder afhængigt af den respektive puls, dvs. antallet af hjerteslag pr. Minut, dvs. Handlingspotentiale i hjertet længere end en skeletmuskulatur eller nervecelle. Dette beskytter hjertet mod overexcitation.

Fra et bestemt hvilepotentiale, en basisspænding på omkring minus 90 millivolt, der påføres cellernes membraner, løber handlingspotentialet gennem hjertet fire faser af dannelse af ophidselse. 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 ændres og dannede således handlingspotentialet i hjertet.

I første fase, den såkaldte Depolarisationsfaseøges evnen til at transportere positivt ladede natriumpartikler. Disse strømmer 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 område bliver de specifikke Calcium kanaler i hjertet åben. Så det kommer til en Tilstrømning af calciumpartikler til hjertecellerne. Disse anden fase repræsenterer den langvarige, som er typisk for hjertet Plateau fase Det er her spændingen bæres og forhindrer blandt andet indgangen til yderligere overflødige handlingspotentialer. Det sikrer den kontrollerede pumpekapacitet i hjertet og beskytter mod hjertearytmier.

I tredje fase, det Repolarisationsfase, vender den elektriske spænding langsomt tilbage i retning af hvilepotentialet på minus 90 millivolt. På grund af en energiforbrugende proces, i modsætning til koncentrationsgradienten over cellen, bliver tilstrømningen aktiv Natriumpartikler tilbage udenfor og stammer ud Kaliumdele tilbage i cellen transporteret. Og dette indtil det oprindelige hvilepotentiale er udjævnet igen. Cellen er nu klar til et nyt handlingspotentiale.

Handlingspotentiale ved sinusknuden

Excitationens oprindelse af handlingspotentialet i hjertet ligger i den såkaldte Sinusknude. Dette er placeret i højre auricle nær sammenløbet af den overlegne vena cava, som transporterer blodet fra den øvre systemiske cirkulation 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 spændende celler med en naturlig frekvens på omkring 60 til 80 slag i minuttet. Denne naturlige frekvens kan registreres i form af pulsen.

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 belastningen på personen. Det Sympatisk, et autonomt nervesystem, der er særlig vigtigt, når det øges byrde aktiveres, fører til en stigning i de indgående handlingspotentialer.
Vil det modsatte, den såkaldte Parasympatisk nervesystem aktiveret, især i Hvileperioder af kroppen spiller en rolle, er antallet af handlingspotentialer mod hjertet nedsat. Hjerteslaget sænkes. Også Medicin og kroppens egen Hormoner, ligesom adrenalin, påvirker dette system.