Физиология. Критичното ниво на деполяризация

Цялата нервна активност успешно функционира поради редуване на фазите на почивка и възбудимост. Пропуските в поляризационната система нарушават електрическата проводимост на влакната. Но освен нервните влакна има и други възбудими тъкани - ендокринни и мускулни.

Но ние ще разгледаме характеристиките на тъканите, които се извършват, и на примера на процеса на възбуждане на органичните клетки, нека опишем значението на критичното ниво на деполяризация. Физиологията на нервната активност е тясно свързана с индексите на електричния заряд вътре и извън нервната клетка.

Ако един електрод е прикрепен към външната обвивка на аксона, а другият към вътрешната му част, тогава е видима разлика в потенциала. Електрическата активност на нервните пътища се основава на тази разлика.

Какъв е потенциалът за почивка и потенциалът за действие?

Всички клетки нервната система са поляризирани, т.е. имат различни електрически заряди вътре и извън специалната мембрана. Нервната клетка винаги има собствена липопротеинова мембрана, която има функцията на биоелектрически изолатор. Благодарение на мембраните се създава потенциала за покой в ​​клетката, който е необходим за последващо активиране.

Остатъчният потенциал се поддържа от йонен транспорт. Добивът на калиеви йони и вливането на хлор повишава потенциала за почивка на мембраната.

Потенциалът на действие се натрупва във фазата на деполяризация, т.е. повишаването на електрическия заряд.

Фази на потенциала за действие. физиология

Така че, деполяризацията във физиологията е намаляване на мембранния потенциал. Деполяризацията е основа за появата на възбудимост, т.е. потенциала за действие на нервната клетка. При достигане на критично ниво на деполяризация, не, дори силен стимул е в състояние да предизвика реакции на нервни клетки. Натрият е много вътре в аксона.

Непосредствено след този етап следва фаза на относителна възбудимост. Отговорът вече е възможен, но само при силен сигнален стимул. Относителната възбудимост бавно преминава във фаза на екзалтация. Какво е екзалтиране? Това е пикът на възбудимост на тъканите.

През цялото време натриевите канали за активиране са затворени. И тяхното откритие ще се случи едва когато нервно влакно приключен. Необходима е реполяризация, за да се възстанови отрицателното зареждане във влакното.

Какво означава критичното ниво на деполяризация?

Така че, възбудимост, във физиологията на способността на една клетка или тъкан да реагира на стимули и да генерира някакъв импулс. Както разбрахме, работата на клетките се нуждае от известно зареждане - поляризация. Натрупването на такса от минус на плюс се нарича деполяризация.

След деполяризация, реполяризацията винаги продължава. Зарядът вътре след фазата на възбуждане отново трябва да бъде отрицателен, така че клетката да може да се подготви за следващата реакция.

Когато отчитането на волтметъра е фиксирано на 80 - това е фазата почивка. Това се случва след края на реполяризацията и ако устройството показва положителна стойност (по-голяма от 0), тогава обратната реполяризираща фаза достига максималното ниво - критичното ниво на деполяризация.

Как се пренасят импулсите от нервните клетки към мускулите?

Електрическите импулси, които се появяват, когато мембраната е възбудена, се предават по протежение на нервните влакна при висока скорост. Скоростта на сигнала се обяснява със структурата на аксона. Axon е частично обвит от черупка. И между местата с миелин се пресичат Ranvier.

Благодарение на това разположение на нервните влакна положителната заряд се редува с отрицателната и деполяризиращият ток се разпространява на практика по цялата дължина на аксона. Сигнализирането на свиванията идва в мускулите за половин секунда. Такъв индикатор като критичното ниво на деполяризация на мембраната означава, че марката, при която се достига максималният потенциал на действие. След свиване на мускула по целия аксон, реполяризацията вече е започнала.

Какво се случва с деполяризацията?

Какво означава такъв показател като критичното ниво на деполяризация? Това във физиологията означава, че нервните клетки вече са готови за работа. Правилната работа на цялото тяло зависи от нормална, навременна промяна във фазите на потенциала за действие.

Критичното ниво (LUD) е приблизително 40-50 Mv. По това време електричното поле около мембраната намалява. Степен на поляризация директно зависи от това колко натриеви канала клетката е отворена. Клетката в този момент все още не е готова да отговори, но събира електрически потенциал. Този период се нарича абсолютна рефрактерност. Фазата продължава само 0,004 s в нервните клетки, а в кардиомиоцитите - 0,004 s.

След преминаване на критично ниво на деполяризация се задава супер възбудимостта. Нервните клетки могат да реагират дори на действието на субтимусния стимул, т.е. относително слаб ефект на средата.

Функции на натриевите и калиевите канали

Така че, важен участник в процесите на деполяризация и реполяризация е протеиновият йонен канал. Ще разберем какво означава това понятие. Йоновите канали са протеиновите макромолекули в плазмената мембрана. Когато те са отворени, йониите от неорганичен произход могат да преминат през тях. Протеиновите канали имат филтър. Чрез натриевия канал минава само натрий, през калий - само този елемент.

Тези електрически контролирани канали имат две порти: едно активиране, имат способността да преминават през йони, друга инактивиране. Във време, когато потенциала за покой на мембраната е -90 mV, вратата е затворена, но при началото на деполяризация натриевите канали бавно се отварят. Увеличаването на потенциала води до рязко затваряне на листовете на канала.

Факторът, който влияе върху активирането на каналите, е възбудимостта на клетъчната мембрана. Под въздействието на електрическата възбудимост се активират два типа йонни рецептори:

• лигандата на рецепторите е активирана - за химически зависими канали;
• на електрически управляваните канали се прилага електрически сигнал.

Когато критичното ниво на деполяризация на мембраната достигне клетките, рецепторите дават сигнал, че всички натриеви канали трябва да бъдат затворени и калиевите канали започват да се отварят.

Натриево-калиева помпа

Процесите на предаване на възбуждащия импулс навсякъде се осъществяват чрез електрическа поляризация, която се реализира чрез движението на натриеви и калиеви йони. Движението на елементите се основава на принципа активен транспорт йони - 3 Na⁺ Вътре и 2 К⁺ навън. Този механизъм на обмен се нарича натриево-калиева помпа.

Деполяризация на кардиомиоцитите. Фази на свиване на сърцето

Сърдечните цикли на контракциите също са свързани с електрическата деполяризация на пътищата. Сигналът за свиване винаги идва от клетките на СА, разположени в дясното предсърдие, и се простира по водещите пътеки на Гуис в патрона на Торел и Бахман в левия атриум. Десният и левият процес на пакета Guissa предава сигнала на вентрикулите на сърцето.

Нервните клетки се деполяризират по-бързо и носят сигнала поради наличието на миелиновата обвивка, но мускулните тъкани също постепенно се деполяризират. Това означава, че тяхната такса от отрицателните се превръща в положителна. Тази фаза на сърдечния цикъл се нарича диастол. Всички клетки тук са взаимосвързани и действат като един комплекс, тъй като работата на сърцето трябва да бъде колкото е възможно по-координирана.

Когато има критично ниво на деполяризация на стените на десните и левите вентрикули, се генерира освобождаване на енергия - сърцето се свива. След това всички клетки се реполяризират и се подготвят за ново свиване.

Депресия Verigo

През 1889 г. описва феномен във физиологията, който се нарича католическата депресия на Verigo. Критичното ниво на деполяризация е нивото на деполяризация, при което всички натриеви канали вече са инактивирани, а вместо това се използват калиеви. Ако степента на тока се увеличи допълнително, тогава възбудимостта на нервните влакна е значително намалена. И критичното ниво на деполяризация с действието на стимулите изчезва.

По време на депресията на Verigo степента на възбуждане се понижава и накрая напълно пада. Клетката започва да се адаптира поради промени във функционалните характеристики.

Механизъм за адаптиране

Понякога, при определени условия деполяризиращият ток не превключва дълго време. Това е характерно за сетивните влакна. Постепенното удължаване на този ток над нормата от 50 mV води до увеличаване на честотата на електронните импулси.

В отговор на такива сигнали нараства проводимостта на калиевата мембрана. По-бавните канали се активират. В резултат на това способността на нервната тъкан да повтаря реакциите. Това се нарича адаптиране на нервните влакна.

Когато се адаптира вместо голям брой къси сигнали, клетките започват да се натрупват и дават един силен потенциал. И интервалите между двете реакции се увеличават.