An потенциал за действие е краткосрочна промяна в мембранния потенциал. Потенциалите за действие обикновено възникват в аксон хълм на неврон и са предпоставката за предаване на стимул.
Какъв е потенциалът за действие?
Потенциалите за действие обикновено възникват в аксон хълм на a нервна клетка и са предпоставката за предаване на стимул. The потенциал за действие е спонтанно обръщане на заряда в нервните клетки. Потенциалите за действие възникват при аксон хълм. Хълмът на аксона е началната точка на процесите на предаване на a нервна клетка, Най- потенциал за действие след това пътува по аксона или нервната проекция. Потенциалът може да продължи от една милисекунда до няколко минути. Интензивността на всеки потенциал за действие е еднаква. Съответно няма нито слаби, нито силни потенциали за действие. Те са по-скоро реакции на всичко или нищо, т.е. или стимулът е достатъчно силен, за да задейства напълно потенциал за действие, или потенциалът за действие изобщо не се задейства. Всеки потенциал за действие протича в няколко фази.
Функция и задача
Преди потенциала за действие, клетката е в състояние на покой. The натрий каналите са до голяма степен затворени, а калий каналите са частично отворени. Чрез преместване на калий йони, клетката поддържа така наречения мембранен потенциал в покой през тази фаза. Това е около -70 mV. Така че, ако измервате напрежението вътре в аксона, ще получите отрицателен потенциал от -70 mV. Това може да се дължи на дисбаланс на заряда на йоните между пространството извън клетката и клетъчната течност. Рецептивните процеси на нервните клетки, дендритите, получават стимули и ги предават чрез клетъчното тяло до аксоновия хълм. Всеки входящ стимул променя мембранния потенциал в покой. Въпреки това, за да се задейства потенциал за действие, трябва да се надвиши прагова стойност на хълма на аксона. Само когато мембранният потенциал се увеличи с 20 mV до -50 mV, този праг се достига. Ако мембранният потенциал се покачи само до -55 mV, например, нищо не се случва поради реакцията на всичко или нищо. След като прагът бъде надвишен, натрий каналите на клетката се отварят. Положително заредена натрий йони се вливат и потенциалът за почивка продължава да нараства. The калий канали се затварят. Резултатът е реполяризация. Пространството вътре в аксона вече се зарежда положително за кратко. Тази фаза се нарича още превишаване. Още преди да бъде достигнат максималният мембранен потенциал, натриевите канали отново се затварят. Вместо това калиевите канали се отварят и калиевите йони изтичат от клетката. Настъпва реполяризация, което означава, че мембранният потенциал отново се доближава до потенциала на покой. За кратко време има дори така наречената хиперполяризация. По време на този процес мембранният потенциал все още пада под -70 mV. Този период, който продължава около две милисекунди, се нарича още огнеупорен период. По време на огнеупорния период не е възможно да се задейства потенциал за действие. Това е за да се предотврати свръхвъзбудимостта на клетката. След регулиране от натриево-калиевата помпа, напрежението отново е -70 mV и аксонът отново може да бъде възбуден от стимул. Потенциалът за действие сега се предава от един участък на аксона към следващия. Тъй като предишният раздел все още е в огнеупорен период, предаването на стимул може да се извършва само в една посока наведнъж. Това непрекъснато предаване на стимула обаче е доста бавно. Предавателният стимул е по-бърз. Тук аксоните са заобиколени от т.нар миелинова обвивка. Това действа като един вид изолационна лента. Между тях миелинова обвивка се прекъсва многократно. Тези прекъсвания се наричат шнурове. По време на предаването на салтаторен стимул, потенциалите за действие прескачат от един пръстен на кабела към следващия. Това значително увеличава скоростта на разпространение. Потенциалът за действие е в основата на предаването на стимулна информация. Всички функции на тялото се основават на тази проводимост.
Болести и разстройства
Когато миелиновите обвивки на нервните клетки са атакувани и унищожени, има сериозни смущения в предаването на дразнители. Загубата на миелинова обвивка причинява загуба на заряд по време на проводимост. Това означава, че е необходимо повече заряд за възбуждане на аксона при следващото прекъсване на миелиновата обвивка. В случай на леко увреждане на миелиновия слой потенциалът на действие се забавя. Ако има сериозни повреди, проводимостта на възбуждането може да бъде напълно прекъсната, тъй като вече не може да се задейства потенциал за действие. Миелиновите обвивки могат да бъдат засегнати от генетични дефекти като болест на Krabbe или болест на Charcot-Marie-Tooth. Най-известната демиелинизираща болест обаче е вероятно множествена склероза. Тук миелиновите обвивки се атакуват и унищожават от собствените имунни клетки на организма. В зависимост от това кои нерви са засегнати, зрителни нарушения, обща слабост, спастичност, парализа, чувствителност или говорни нарушения може да възникне. Доста рядко заболяване е paramyotonia congenita. Средно само един човек е засегнат от всеки 250,000 XNUMX души. Болестта е нарушение на натриевия канал. В резултат натриевите йони могат да влязат в клетката дори във фази, когато натриевият канал всъщност трябва да бъде затворен, като по този начин се задейства потенциал за действие, дори ако всъщност изобщо няма стимул. Следователно може да има постоянно напрежение в нерви. Това се проявява като повишено мускулно напрежение (миотония). След доброволно движение мускулите се отпускат със значително забавяне. Обратното също е възможно при paramyotonia congenita. Възможно е натриевият канал да не пропуска натриеви йони в клетката дори по време на възбуждане. По този начин потенциалът за действие може да бъде задействан само със закъснение или изобщо, независимо от входящия стимул. По този начин реакцията на стимула не се получава. Последиците са сензорни нарушения, мускулна слабост или парализа. Появата на симптоми е особено благоприятна от ниските температури, поради което засегнатите трябва да избягват охлаждане на мускулите.
