Veiksmo potencialas

Kaip Veiksmo potencialas tai trumpalaikis membranos potencialo pokytis. Veikimo potencialas paprastai atsiranda nervinės ląstelės aksonų kalvoje ir yra būtina dirgiklio perdavimo sąlyga.

Koks yra veiksmų potencialas?

Veiksmo potencialas yra spontaniškas krūvio pasikeitimas nervų ląstelėse. Veiksmo potencialai atsiranda ant aksonų kalvos. Aksonų kalva yra nervų ląstelės peradresavimo procesų pradžia. Tada veiksmo potencialas migruoja palei aksoną, t.y., nervų procesą.

Potencialas gali trukti nuo milisekundės iki kelių minučių. Kiekvienas veiksmo potencialas yra vienodai išreikštas jo intensyvumu. Todėl nėra nei silpnų, nei stiprių veiksmų galimybių. Tai daugiau susiję su reakcijomis „viskas arba nieko“, tai yra, arba stimulas yra pakankamai stiprus, kad jis gali visiškai suaktyvinti veikimo potencialą, arba veiksmo potencialas visai nėra suaktyvinamas. Kiekvienas veiksmo potencialas vyksta keliomis fazėmis.

Funkcija ir užduotis

Prieš veikiant potencialui, ląstelė yra ramybės būsenoje. Natrio kanalai iš esmės uždaryti, kalio kanalai iš dalies atviri. Kalio jonų judėjimo dėka ląstelė palaiko vadinamąjį ramybės membranos potencialą šioje fazėje. Tai yra apie -70 mV. Taigi, jei matuotumėte įtampą aksono viduje, gautumėte neigiamą -70 mV potencialą. Tai galima atsekti dėl jonų krūvio disbalanso tarp erdvės, esančios už ląstelės ribų, ir ląstelės skysčio.

Nerviniai ląstelės, dendritai, priima priedus, pasiima dirgiklius ir per ląstelės kūną perduoda juos į aksonų piliakalnį. Raminančios membranos potencialas kinta su kiekvienu įeinančiu stimulu. Tačiau norint suaktyvinti veikimo potencialą, aksonų kalne reikia viršyti slenkstinę vertę. Ši ribinė vertė pasiekiama tik tada, kai membranos potencialas padidėja 20 mV iki -50 mV. Pavyzdžiui, jei membranos potencialas pakyla tik iki –55 mV, niekas nevyksta dėl „viskas arba nieko“ reakcijos.

Viršijus ribinę vertę, ląstelės natrio kanalai atsidaro. Teka teigiamai įkrauti natrio jonai, poilsio potencialas ir toliau didėja. Kalio kanalai užsidaro. Rezultatas yra poliarizacijos pasikeitimas. Erdvė ašyje trumpam yra teigiamai įkrauta. Ši fazė dar vadinama praleidimu.

Natrio kanalai vėl užsidaro, kol pasiekiamas maksimalus membranos potencialas. Norėdami tai padaryti, atsidaro kalio kanalai ir iš ląstelės išteka kalio jonai. Repolarizacija vyksta, o tai reiškia, kad membranos potencialas vėl artėja prie poilsio potencialo. Vadinamoji hiperpolarizacija įvyksta net trumpą laiką. Membranos potencialas nukrenta žemiau -70 mV. Šis maždaug dviejų milisekundžių laikotarpis taip pat vadinamas ugniai atspariu periodu. Ugniai atspariu laikotarpiu neįmanoma sužadinti veikimo potencialo. Taip siekiama užkirsti kelią ląstelės per dideliam sužadinimui.

Po natrio-kalio pompos reguliavimo, įtampa vėl yra -70 mV ir aksonas gali vėl sužadinti stimulu. Dabar veiksmo potencialas perduodamas iš vienos ašies sekcijos į kitą. Kadangi ankstesnis skyrius vis dar yra atsparus ugniai, stimulą galima perduoti tik viena kryptimi.

Tačiau šis nuolatinis stimulo perdavimas yra gana lėtas. Sūrus stimulo perdavimas yra greitesnis. Aksonus juosia vadinamasis mielino apvalkalas. Tai veikia kaip savotiška izoliacinė juosta. Tarp jų mielino apvalkalas yra pakartotinai pertraukiamas. Šios pertraukos yra žinomos kaip susiejimo žiedai. Perduodant druskingą stimulą, veiksmo potencialai dabar beveik pereina nuo vieno žiedo prie kito. Tai žymiai padidina ekspedijavimo greitį.

Veiksmų potencialas yra stimulų informacijos perdavimo pagrindas. Visos kūno funkcijos yra pagrįstos šiuo perdavimu.

Savo vaistus galite rasti čia

Ligos ir negalavimai

Jei atakuojami ir sunaikinami nervinių ląstelių mielino apvalkalai, atsiranda rimtų dirgiklių perdavimo sutrikimų. Pametus mielino apvalkalą, tranzitu prarandamas krūvis. Tai reiškia, kad, norint sužadinti aksoną per kitą mielino apvalkalo pertrauką, reikia daugiau krūvio. Jei mielino sluoksnis yra šiek tiek pažeistas, veikimo potencialas atsiranda su vėlavimu. Jei yra didelė žala, sužadinimo perdavimas gali būti visiškai nutrauktas, nes nebeįmanoma suaktyvinti jokio veiksmo.

Mielino apvalkalus gali paveikti genetiniai defektai, tokie kaip Krabbe liga ar Charcot-Marie-Tooth liga. Geriausiai žinoma demielinizuojanti liga tikriausiai yra išsėtinė sklerozė. Čia mielino apvalkalus užpuola ir sunaikina pačios organizmo gynybinės ląstelės. Priklausomai nuo to, kurie nervai yra paveikti, gali atsirasti regėjimo sutrikimų, bendras silpnumas, spazmas, paralyžius, jautrumas ar kalbos sutrikimai.

Paramyotonia congenita yra gana reta liga. Vidutiniškai kenčia tik vienas asmuo iš 250 000. Būklė yra natrio kanalo sutrikimas. Tai leidžia natrio jonams prasiskverbti į ląstelę net tomis fazėmis, kuriose natrio kanalas turėtų būti uždarytas, ir tokiu būdu sukelti veikimo potencialą, net jei iš tikrųjų jokio stimulo nėra. Dėl to gali būti nuolatinė nervų įtampa. Tai išreiškiama padidėjusia raumenų įtampa (miotonija). Po savanoriško judesio raumenys po atpalaidavimo žymiai atsipalaiduoja.

Su Paramyotonia congenita taip pat galima įsivaizduoti priešingą kelią. Gali būti, kad natrio kanalas neleidžia į ląstelę natrio jonų, net jaudinantis. Nepaisant gaunamo stimulo, veiksmo potencialas gali būti suaktyvinamas tik atidėliojant arba visai nenaudojant. Į stimulą nereaguojama. Rezultatas - jautrumo sutrikimai, raumenų silpnumas ar paralyžius. Simptomai pasireiškia ypač žemoje temperatūroje, todėl nukentėjusieji turėtų vengti raumenų aušinimo.