O que é chamado de potencial de ação?

O trabalho dos órgãos e tecidos do nosso corpo dependede muitos fatores. Algumas células (cardiomiócitos e nervos) dependem da transmissão de impulsos nervosos gerados em componentes especiais de células ou nódulos. A base do impulso nervoso é a formação de uma onda de excitação específica, chamada de potencial de ação.

O que é isso?

Potencial de ação chamado ondaexcitação, movendo-se de célula para célula. Devido à sua formação e passagem através das membranas celulares, ocorre uma mudança de curto prazo em sua carga (normalmente, o lado interno da membrana é carregado negativamente, e o lado externo é positivo). A onda formada contribui para a alteração das propriedades dos canais iônicos da célula, o que leva a uma recarga da membrana. No momento em que o potencial de ação passa através da membrana, ocorre uma mudança a curto prazo em sua carga, o que leva a uma mudança nas propriedades da célula.

A formação desta onda está subjacente ao funcionamento da fibra nervosa, bem como o sistema de vias de condução do coração.

Com a violação de sua formação, muitas doenças se desenvolvem, o que torna a determinação do potencial de ação necessária no complexo de medidas terapêuticas e diagnósticas.

Como o potencial de ação é formado e o que é característico dele?

História da pesquisa

O estudo da ocorrência de excitação em células eAs fibras foram iniciadas há muito tempo. Os primeiros a emergir foram os biólogos que estudaram os efeitos de vários estímulos no nervo tibial exposto de um sapo. Eles notaram que quando expostos a uma solução concentrada de sal, foi observada contração muscular.

Mais estudos foram continuados.neurologistas, no entanto, a principal ciência depois da física que estuda o potencial de ação é a fisiologia. Foram os fisiologistas que provaram a existência de um potencial de ação nas células do coração e dos nervos.

Com o aprofundamento do estudo dos potenciais, a presença e o potencial de descanso foram comprovados.

Desde o início do século 19, métodos começaram a ser criadospermitindo fixar a disponibilidade desses potenciais e medir seu valor. Atualmente, a fixação e o estudo dos potenciais de ação são realizados em dois estudos instrumentais - remoção de eletrocardiogramas e eletroencefalogramas.

Mecanismo de ação potencial

A formação da excitação ocorre devido aalterações na concentração intracelular de íons sódio e potássio. Normalmente, a célula contém mais potássio do que sódio. A concentração extracelular de íons de sódio é significativamente maior que no citoplasma. As alterações causadas pelo potencial de ação contribuem para uma mudança na carga na membrana, como resultado do qual o fluxo de íons de sódio para dentro da célula é causado. Por causa disso, as cargas mudam para fora e para dentro da célula (o citoplasma é carregado positivamente e o ambiente externo - negativamente).

Isso é feito para facilitar a passagem da onda pela célula.

Depois que a onda foi transmitida através da sinapse,uma recuperação de carga reversa ocorre devido à corrente dentro da célula de íons de cloro carregados negativamente. Os níveis de carga originais são restaurados fora e dentro da célula, o que leva à formação de um potencial de descanso.

Períodos de descanso e excitação se alternam. Em uma célula patológica, tudo pode acontecer de maneira diferente, e a formação da DP lá obedecerá a leis um tanto diferentes.

Fase PD

O potencial de ação pode ser dividido em várias fases.

A primeira fase prossegue antes da formação de uma críticanível de despolarização (o potencial de ação de passagem estimula a descarga lenta da membrana, que atinge um nível máximo, geralmente é cerca de -90 mEv). Esta fase é chamada pré-pico. É realizado devido à entrada de íons de sódio na célula.

A fase seguinte, o potencial de pico (ou pico), forma uma parábola com um ângulo agudo, onde a parte ascendente do potencial significa a despolarização da membrana (rápida) e a parte descendente - repolarização.

A terceira fase - potencial de traço negativo - mostra despolarização de traços (transição do pico de despolarização para o estado de repouso). Devido à entrada de íons de cloro dentro da célula.

Na quarta etapa, a fase do potencial traço positivo, os níveis de carga da membrana retornam ao inicial.

Estas fases, devido ao potencial de ação, seguem estritamente um por um.

Funções de potencial de ação

Sem dúvida, o desenvolvimento do potencial de açãoimportante no funcionamento de certas células. No trabalho do coração, a excitação desempenha o papel principal. Sem ele, o coração seria simplesmente um órgão inativo, mas devido à propagação da onda através de todas as células do coração, ocorre sua contração, que ajuda a empurrar o sangue pelo canal vascular e a enriquecer todos os tecidos e órgãos.

O sistema nervoso também não poderia normalmenteexecutar sua função sem potencial de ação. Os corpos não podiam receber sinais para o cumprimento de uma determinada função, em conseqüência dos quais seriam simplesmente inúteis. Além disso, a melhora da transmissão do impulso nervoso nas fibras nervosas (o aparecimento da mielina e as interceptações de Ranvier) possibilitaram a transmissão de um sinal em questão de segundos, o que causou o desenvolvimento de reflexos e movimentos conscientes.

Além desses sistemas de órgãos, o potencial de ação é formado em muitas outras células, mas nelas desempenha um papel apenas no desempenho de suas funções específicas pela célula.

O surgimento do potencial de ação no coração

O corpo principal cujo trabalho é baseado emo princípio da formação do potencial de ação é o coração Devido à existência de unidades de formação de impulsos, o trabalho deste órgão é realizado, cuja função é levar sangue aos tecidos e órgãos.

A geração de potencial de ação no coração ocorreno nodo sinusal. Está localizado na confluência das veias ocas no átrio direito. A partir daí, o impulso se espalha através das fibras do sistema de condução cardíaco, do nó para a junção atrioventricular. Passando pelo feixe de His, mais precisamente, ao longo de suas pernas, o impulso passa para o ventrículo direito e esquerdo. Em sua espessura há caminhos de condução menores - fibras de Purkinje, através das quais a excitação atinge todas as células do coração.

O potencial de ação dos cardiomiócitos écomposto, ou seja depende da contração de todas as células do tecido cardíaco. Se houver um bloqueio (cicatriz após um ataque cardíaco), a formação do potencial de ação é violada, o que é registrado no eletrocardiograma.

Sistema nervoso

Como o PD nos neurônios - as células do sistema nervoso. Tudo é um pouco mais fácil.

Impulso externo é percebido pelos processos nervososcélulas - dendritos associados a receptores localizados tanto na pele como em todos os outros tecidos (o potencial de repouso e o potencial de ação também se substituem). A irritação provoca a formação de um potencial de ação neles, após o qual o impulso atravessa o corpo da célula nervosa até o seu longo processo, o axônio, e dele através das sinapses para outras células. Assim, a onda resultante de excitação atinge o cérebro.

A peculiaridade do sistema nervoso é a presençadois tipos de fibras - revestidas com mielina e sem ela. O surgimento do potencial de ação e sua transferência nessas fibras, onde há mielina, é realizado muito mais rápido do que nos desmielinizados.

Este fenômeno é observado devido ao fato de quea propagação da PD ao longo das fibras mielinizadas ocorre devido a “saltos” - o impulso salta sobre partes da mielina, o que, como resultado, reduz seu caminho e, consequentemente, acelera a propagação.

Potencial de repouso

Sem o desenvolvimento do potencial de descanso, não haveriapotencial de ação. O potencial de repouso é entendido como significando um estado normal e não-estimulado de uma célula, no qual as cargas dentro e fora de sua membrana são significativamente diferentes (isto é, fora da membrana está positivamente carregada e dentro - negativamente). O potencial de repouso mostra a diferença entre as cargas dentro e fora da célula. Normalmente, normalmente varia de -50 a -110 mEv. Nas fibras nervosas, esse valor é geralmente de -70 mEv.

É causada pela migração de íons de cloro dentro da célula e pela criação de uma carga negativa no lado interno da membrana.

Ao alterar a concentração de íons intracelulares (como mencionado acima), o PP substitui o PD.

Normalmente, todas as células do corpo estão emPor isso, a mudança de potencial pode ser considerada um processo fisiologicamente necessário, já que sem eles os sistemas cardiovascular e nervoso não poderiam realizar suas atividades.

O significado do estudo dos potenciais de descanso e ação

O potencial de repouso e o potencial de ação nos permitem determinar o estado do organismo, assim como os órgãos individuais.

Fixação do potencial de ação do coração(eletrocardiografia) permite determinar sua condição, bem como a capacidade funcional de todos os seus departamentos. Se você estudar um ECG normal, verá que todos os dentes nele são uma manifestação do potencial de ação e do potencial de descanso subseqüente (respectivamente, a ocorrência desses potenciais nos átrios reflete a onda P e a distribuição da excitação nos ventrículos - onda R).

Com relação ao eletroencefalograma, em seguida, sobre eleo surgimento de várias ondas e ritmos (em particular, ondas alfa e beta em uma pessoa saudável) também é devido ao surgimento de potenciais de ação nos neurônios do cérebro.

Esses estudos permitem a identificação oportuna do desenvolvimento de um ou outro processo patológico e causam até 50% de sucesso no tratamento da doença inicial.