Ағзамыздың мүшелері мен тіндерінің жұмысы көптеген факторларға байланысты. Кейбір жасушалар (кардиомиоциттер мен жүйкелер) арнайы жасуша компоненттерінде немесе түйіндерде пайда болған жүйке импульстарының берілуіне байланысты. Жүйке импульсінің негізі әрекет потенциалы деп аталатын ерекше қозу толқынының қалыптасуы болып табылады.
Бұл не?
Әрекет потенциалы әдетте жасушадан жасушаға өтетін қозу толқыны деп аталады. Жасуша мембраналарының түзілуіне және өтуіне байланысты олардың зарядының қысқа мерзімді өзгеруі орын алады (қалыпты жағдайда мембрананың ішкі жағы теріс, ал сыртқы жағы оң зарядталады). Түзілген толқын жасушаның иондық арналарының қасиеттерінің өзгеруіне ықпал етеді, бұл мембрананың қайта зарядталуына әкеледі. Әсер ету потенциалы мембранадан өткен сәтте оның зарядының қысқа мерзімді өзгерісі болады, бұл жасуша қасиеттерінің өзгеруіне әкеледі.
Бұл толқынның пайда болуы жүйке талшығының, сондай-ақ жүректің жолдар жүйесінің жұмысының негізінде жатыр.
Оның түзілуі бұзылған кезде көптеген аурулар дамиды, бұл әрекет потенциалын анықтауды қажет етеді.диагностикалық және емдеу шараларының кешені.
Әрекет потенциалы қалай қалыптасады және оған не тән?
Зерттеу тарихы
Жасушалар мен талшықтардағы қозудың пайда болуын зерттеу көп уақыт бұрын басталған. Оның пайда болуын алғаш байқаған биологтар бақаның ашылған жіліншік жүйкесіне әртүрлі тітіркендіргіштердің әсерін зерттеген. Олар ас тұзының концентрлі ерітіндісіне әсер еткенде бұлшықет жиырылуы байқалатынын байқады.
Болашақта зерттеуді невропатологтар жалғастырды, бірақ физикадан кейінгі әрекет потенциалын зерттейтін негізгі ғылым – физиология. Жүрек жасушалары мен нервтерде әрекет потенциалының бар екенін физиологтар дәлелдеді.
Потенциалды зерттеуге тереңірек барған сайын тыныштық потенциалының болуы да дәлелденді.
19 ғасырдың басынан осы потенциалдардың бар-жоғын анықтау және олардың шамасын өлшеу әдістері жасала бастады. Қазіргі уақытта әрекет потенциалдарын бекіту және зерттеу екі аспаптық зерттеуде - электрокардиограмма мен электроэнцефалограмманы жоюда жүзеге асырылады.
Әрекет потенциалы механизмі
Қозудың түзілуі натрий және калий иондарының жасушаішілік концентрациясының өзгеруіне байланысты болады. Қалыпты жағдайда жасушада натрийге қарағанда калий көп болады. Натрий иондарының жасушадан тыс концентрациясы цитоплазмаға қарағанда әлдеқайда жоғары. Әрекет потенциалының әсерінен болатын өзгерістер мембранадағы зарядтың өзгеруіне ықпал етеді, нәтижесінде натрий иондары жасушаға түседі. Сол үшінжасушаның сыртындағы және ішіндегі зарядтар өзгереді (цитоплазма оң зарядталады, ал сыртқы орта теріс зарядталады.
Бұл толқынның ұяшық арқылы өтуін жеңілдету үшін жасалады.
Толқын синапс арқылы жіберілгеннен кейін теріс зарядталған хлорид иондарының жасуша ішіндегі ток әсерінен заряд кері өзгереді. Жасушаның сыртындағы және ішіндегі зарядтың бастапқы деңгейлері қалпына келтіріледі, бұл тыныштық потенциалының қалыптасуына әкеледі.
Демалыс пен толқу кезеңдері ауысып отырады. Патологиялық жасушада бәрі басқаша болуы мүмкін және онда АП қалыптасуы біршама басқа заңдарға бағынады.
PD фазалары
Әрекет потенциалының барысын бірнеше кезеңге бөлуге болады.
Бірінші фаза деполяризацияның критикалық деңгейі қалыптасқанша жалғасады (өтетін әрекет потенциалы мембрананың баяу разрядын ынталандырады, ол максималды деңгейге жетеді, әдетте шамамен -90 меВ). Бұл фаза преспик деп аталады. Ол натрий иондарының жасушаға түсуіне байланысты жүзеге асады.
Келесі фаза, потенциалдың шыңы (немесе шарықтау), сүйір бұрышы бар параболаны құрайды, мұнда потенциалдың көтерілу бөлігі мембрана деполяризациясын (жылдам), ал төмендеу бөлігі реполяризацияны білдіреді.
Үшінші фаза – теріс із потенциалы – іздік деполяризацияны көрсетеді (деоляризация шыңынан тыныштық жағдайына өту). Жасушаға хлорид иондарының түсуінен туындайды.
Төртінші кезеңде позитивті фазаіз потенциалы, мембрананың заряд деңгейлері бастапқыға оралады.
Әрекет потенциалымен анықталатын бұл фазалар бірінен соң бірі қатаң түрде орындалады.
Әрекет потенциалы функциялары
Әрекет потенциалының дамуы белгілі бір жасушалардың қызметінде маңызды екені сөзсіз. Жүректің жұмысында қозу үлкен рөл атқарады. Онсыз жүрек жай ғана белсенді емес мүше болып қалар еді, бірақ толқынның жүректің барлық жасушалары арқылы таралуына байланысты ол жиырылады, бұл қанның тамырлы төсеніш арқылы итерілуіне көмектеседі, онымен барлық ұлпалар мен мүшелерді байытады.
Жүйке жүйесі де әдетте әрекет потенциалынсыз өз қызметін атқара алмайды. Органдар белгілі бір функцияны орындау үшін сигналдарды қабылдай алмады, нәтижесінде олар жай ғана пайдасыз болады. Сонымен қатар, жүйке талшықтарында жүйке импульсінің берілуін жақсарту (миелиннің пайда болуы және Ранвье кесінділері) сигналды секундтың бірнеше бөлігінде беруге мүмкіндік берді, бұл рефлекстер мен сананың дамуына әкелді. қозғалыстар.
Бұл мүшелер жүйелерінен басқа көптеген басқа жасушаларда да әрекет потенциалы қалыптасады, бірақ оларда ол тек жасушаның арнайы қызметтерін орындауда ғана рөл атқарады.
Жүректегі әрекет потенциалының жоғарылауы
Жұмысының әрекет потенциалын қалыптастыру принципіне негізделген негізгі орган – жүрек. Импульстарды қалыптастыру үшін түйіндердің болуына байланысты бұл органның жұмысы жүзеге асырылады, оның қызметі қанды тіндерге жеткізу жәнеоргандар.
Жүректегі әрекет потенциалы синус түйінінде пайда болады. Ол оң жақ атриумда қуыс венаның түйіскен жерінде орналасқан. Ол жерден импульс жүректің өткізгіш жүйесінің талшықтары бойымен – түйіннен атриовентрикулярлық қосылысқа дейін таралады. Хис шоғыры бойымен, дәлірек айтқанда, оның аяқтары бойымен импульс оң және сол жақ қарыншаларға өтеді. Олардың қалыңдығында кішірек жолдар - Пуркинье талшықтары бар, олар арқылы қозу жүректің әрбір жасушасына жетеді.
Кардиомиоциттердің әрекет потенциалы күрделі, яғни. жүрек тінінің барлық жасушаларының жиырылуына байланысты. Блок болған кезде (инфаркттан кейінгі тыртық) әрекет потенциалының қалыптасуы бұзылады, ол электрокардиограммада жазылады.
Жүйке жүйесі
Нейрондарда – жүйке жүйесінің жасушаларында ПД қалай түзіледі. Мұнда бәрі оңайырақ.
Сыртқы импульс жүйке жасушаларының өсінділері арқылы қабылданады - теріде де, барлық басқа тіндерде де орналасқан рецепторлармен байланысты дендриттер (тыныштық потенциалы мен әрекет потенциалы да бір-бірін алмастырады). Тітіркену оларда әрекет потенциалының пайда болуын қоздырады, содан кейін импульс жүйке жасушасының денесі арқылы оның ұзақ процесі – аксонға, ал одан синапс арқылы басқа жасушаларға өтеді. Осылайша, туындаған қозу толқыны миға жетеді.
Жүйке жүйесінің ерекшелігі талшықтардың екі түрінің болуы - миелинмен қапталған және онсыз. Әрекет потенциалының пайда болуы және оның миелин бар талшықтарда берілуі,демиелинизацияланғанға қарағанда әлдеқайда жылдам орындалады.
Бұл құбылыс АП-ның миелинді талшықтар бойымен таралуы «секірулер» салдарынан болатындығына байланысты байқалады - импульс миелиндік бөліктердің үстінен секіреді, нәтижесінде оның жолын қысқартады және сәйкесінше жеделдетеді. оның таралуы.
Демалыс мүмкіндігі
Тыныштық потенциалын дамытпай әрекет потенциалы болмас еді. Тыныштық потенциалы деп оның мембранасының ішіндегі және сыртындағы зарядтары айтарлықтай ерекшеленетін (яғни мембрана сыртында оң, іші теріс зарядталған) болатын жасушаның қалыпты, қозбаған күйі түсініледі. Тыныштық потенциалы жасуша ішіндегі және сыртындағы зарядтар арасындағы айырмашылықты көрсетеді. Әдетте ол -50-ден -110 меВ-қа дейін ауытқиды. Жүйке талшықтарында бұл мән әдетте -70 меВ болады.
Бұл хлорид иондарының жасушаға көшуіне және мембрананың ішкі жағында теріс зарядтың пайда болуына байланысты.
Жасушаішілік иондардың концентрациясын өзгерткен кезде (жоғарыда айтылғандай) РР PD ауыстырады.
Қалыпты жағдайда дененің барлық жасушалары қозбаған күйде болады, сондықтан потенциалдардың өзгеруін физиологиялық қажетті процесс деп санауға болады, өйткені оларсыз жүрек-тамыр және жүйке жүйесі өз қызметін атқара алмайды.
Демалу және әрекет потенциалын зерттеудің маңыздылығы
Тыныштық потенциалы мен әрекет потенциалы дененің, сондай-ақ жекелеген мүшелердің күйін анықтауға мүмкіндік береді.
Жүректен әрекет потенциалын бекіту (электрокардиография) мүмкіндік бередіоның жағдайын, сондай-ақ оның барлық бөлімшелерінің функционалдық қабілетін анықтау. Егер сіз қалыпты ЭКГ-ны зерттесеңіз, ондағы барлық тістер әрекет потенциалының және одан кейінгі тыныштық потенциалының көрінісі екенін көруге болады (тиісінше, бұл потенциалдардың жүрекшелерде пайда болуы Р толқынын көрсетеді, ал қозудың таралуы қарыншалар – R толқыны).
Электроэнцефалограммаға келетін болсақ, онда әртүрлі толқындар мен ырғақтардың (атап айтқанда, сау адамда альфа және бета толқындарының) пайда болуы да ми нейрондарында әрекет потенциалының пайда болуына байланысты.
Бұл зерттеулер белгілі бір патологиялық процестің дамуын уақтылы анықтауға мүмкіндік береді және бастапқы ауруды сәтті емдеудің 50 пайызын дерлік анықтайды.
