El funcionament dels òrgans i teixits del nostre cos depèn de molts factors. Algunes cèl·lules (cardiomiòcits i nervis) depenen de la transmissió dels impulsos nerviosos generats en components o nodes cel·lulars especials. La base de l'impuls nerviós és la formació d'una ona específica d'excitació, anomenada potencial d'acció.
Què és això?
Un potencial d'acció s'anomena comunament ona d'excitació que es mou d'una cèl·lula a una altra. A causa de la seva formació i pas a través de les membranes cel·lulars, es produeix un canvi a curt termini en la seva càrrega (normalment, la cara interna de la membrana està carregada negativament i la cara externa està carregada positivament). L'ona generada contribueix a un canvi en les propietats dels canals iònics de la cèl·lula, la qual cosa condueix a la recàrrega de la membrana. En el moment en què el potencial d'acció travessa la membrana, hi ha un canvi a curt termini en la seva càrrega, que comporta un canvi en les propietats de la cèl·lula.
La formació d'aquesta ona és la base del funcionament de la fibra nerviosa, així com del sistema de vies del cor.
Quan s' altera la seva formació es desenvolupen moltes mal alties, la qual cosa fa necessària la determinació del potencial d'acció enun complex de mesures de diagnòstic i tractament.
Com es forma un potencial d'acció i què és característic d'ell?
Historial de recerca
L'estudi de l'ocurrència d'excitació a les cèl·lules i fibres es va iniciar fa força temps. Els primers a notar la seva aparició van ser els biòlegs que van estudiar els efectes de diversos estímuls sobre el nervi tibial exposat de la granota. Van notar que quan s'exposaven a una solució concentrada de sal de taula, es va observar una contracció muscular.
En el futur, els neuròlegs van continuar investigant, però la principal ciència després de la física que estudia el potencial d'acció és la fisiologia. Van ser els fisiòlegs els que van demostrar l'existència d'un potencial d'acció en les cèl·lules del cor i els nervis.
A mesura que vam aprofundir en l'estudi dels potencials, també es va demostrar la presència del potencial en repòs.
A partir de principis del segle XIX es van començar a crear mètodes per detectar la presència d'aquests potencials i mesurar-ne la magnitud. Actualment, la fixació i l'estudi dels potencials d'acció es duu a terme en dos estudis instrumentals: l'eliminació d'electrocardiogrames i electroencefalogrames.
Mecanisme potencial d'acció
La formació d'excitació es produeix a causa dels canvis en la concentració intracel·lular d'ions sodi i potassi. Normalment, la cèl·lula conté més potassi que sodi. La concentració extracel·lular d'ions de sodi és molt més alta que en el citoplasma. Els canvis provocats pel potencial d'acció contribueixen a un canvi en la càrrega de la membrana, donant lloc al flux d'ions de sodi a la cèl·lula. A causa d'aixòles càrregues fora i dins de la cèl·lula canvien (el citoplasma està carregat positivament i l'entorn extern està carregat negativament.
Això es fa per facilitar el pas de l'ona a través de la cèl·lula.
Després que l'ona s'ha transmès a través de la sinapsi, la càrrega s'inverteix a causa del corrent dins de la cèl·lula d'ions de clorur carregats negativament. Es restableixen els nivells inicials de càrrega fora i dins de la cèl·lula, la qual cosa condueix a la formació d'un potencial de repòs.
Alternen períodes de descans i emoció. En una cèl·lula patològica, tot pot passar de manera diferent i la formació d'AP allà obeirà lleis una mica diferents.
fases PD
El curs d'un potencial d'acció es pot dividir en diverses fases.
La primera fase transcorre fins que es forma un nivell crític de despolarització (un potencial d'acció passatge estimula una descàrrega lenta de la membrana, que assoleix un nivell màxim, normalment al voltant de -90 meV). Aquesta fase s'anomena prespike. Es duu a terme a causa de l'entrada d'ions de sodi a la cèl·lula.
La següent fase, el potencial pic (o punta), forma una paràbola amb un angle agut, on la part ascendent del potencial significa despolarització de la membrana (ràpida) i la part descendent significa repolarització.
Tercera fase - potencial traça negatiu - mostra despolarització traça (transició del pic de despolarització a l'estat de repòs). Causada per l'entrada d'ions clorur a la cèl·lula.
A la quarta etapa, la fase de positiupotencial de traça, els nivells de càrrega de la membrana tornen a l'original.
Aquestes fases determinades pel potencial d'acció se segueixen estrictament una darrere l' altra.
Funcions potencials d'acció
Sens dubte, el desenvolupament del potencial d'acció és important en el funcionament de determinades cèl·lules. L'excitació té un paper important en el treball del cor. Sense ell, el cor simplement seria un òrgan inactiu, però a causa de la propagació de l'ona per totes les cèl·lules del cor, es contrau, cosa que ajuda a empènyer la sang pel llit vascular, enriquint-hi tots els teixits i òrgans.
El sistema nerviós tampoc podria realitzar normalment la seva funció sense un potencial d'acció. Els òrgans no podien rebre senyals per realitzar una funció determinada, de manera que simplement serien inútils. A més, la millora de la transmissió d'un impuls nerviós a les fibres nervioses (l'aparició de la mielina i les interceptes de Ranvier) va permetre transmetre un senyal en qüestió de fraccions de segon, fet que va provocar el desenvolupament de reflexos i consciència. moviments.
A més d'aquests sistemes d'òrgans, el potencial d'acció també es forma en moltes altres cèl·lules, però en elles només juga un paper en la realització de les funcions específiques de la cèl·lula.
Auge d'un potencial d'acció al cor
L'òrgan principal el treball del qual es basa en el principi de formació del potencial d'acció és el cor. A causa de l'existència de nodes per a la formació d'impulsos, es porta a terme el treball d'aquest òrgan, la funció del qual és lliurar sang als teixits iautoritats.
El potencial d'acció del cor es genera al node sinusal. Es troba a la confluència de la vena cava a l'aurícula dreta. A partir d'aquí, l'impuls es propaga al llarg de les fibres del sistema de conducció del cor, des del node fins a la unió auriculoventricular. Passant pel feix de His, més precisament, per les seves potes, l'impuls passa als ventricles dret i esquerre. En el seu gruix hi ha vies més petites: fibres de Purkinje, a través de les quals l'excitació arriba a totes les cèl·lules del cor.
El potencial d'acció dels cardiomiòcits és compost, és a dir. depèn de la contracció de totes les cèl·lules del teixit cardíac. En presència d'un bloqueig (una cicatriu després d'un atac de cor), es veu alterada la formació d'un potencial d'acció, que es registra a l'electrocardiograma.
Sistema nerviós
Com es forma la PD a les neurones, cèl·lules del sistema nerviós. Aquí es fa tot una mica més fàcil.
L'impuls extern és percebut per excreixes de cèl·lules nervioses: dendrites associades a receptors localitzats tant a la pell com en tots els altres teixits (el potencial de repòs i el potencial d'acció també es substitueixen mútuament). La irritació provoca la formació d'un potencial d'acció en ells, després del qual l'impuls passa pel cos de la cèl·lula nerviosa fins al seu llarg procés: l'axó, i des d'aquest a través de les sinapsis cap a altres cèl·lules. Així, l'ona d'excitació generada arriba al cervell.
Una característica del sistema nerviós és la presència de dos tipus de fibres: cobertes de mielina i sense ella. L'aparició d'un potencial d'acció i la seva transmissió en aquelles fibres on hi ha mielina,es duu a terme molt més ràpid que en les desmielinitzades.
Aquest fenomen s'observa a causa del fet que la propagació de l'AP al llarg de les fibres mielinitzades es produeix a causa de "s alts": l'impuls s alta per sobre de les seccions de mielina, la qual cosa, com a resultat, redueix el seu camí i, en conseqüència, accelera. la seva propagació.
Potencial de repòs
Sense el desenvolupament del potencial de repòs, no hi hauria potencial d'acció. El potencial de repòs s'entén com l'estat normal i no excitat de la cèl·lula, en el qual les càrregues dins i fora de la seva membrana són significativament diferents (és a dir, la membrana està carregada positivament a l'exterior i negativa a l'interior). El potencial de repòs mostra la diferència entre les càrregues dins i fora de la cèl·lula. Normalment, oscil·la entre -50 i -110 meV. A les fibres nervioses, aquest valor sol ser de -70 meV.
Es deu a la migració dels ions de clorur a la cèl·lula i a la creació d'una càrrega negativa a l'interior de la membrana.
Quan es canvia la concentració d'ions intracel·lulars (com s'ha esmentat anteriorment), PP substitueix PD.
Normalment, totes les cèl·lules del cos es troben en un estat no excitat, per la qual cosa el canvi de potencials es pot considerar un procés fisiològicament necessari, ja que sense ells els sistemes cardiovascular i nerviós no podrien desenvolupar les seves activitats..
Importància de la investigació sobre el descans i els potencials d'acció
El potencial de repòs i el potencial d'acció us permeten determinar l'estat del cos, així com els òrgans individuals.
La fixació del potencial d'acció del cor (electrocardiografia) permetdeterminar el seu estat, així com la capacitat funcional de tots els seus departaments. Si estudieu un ECG normal, podeu veure que totes les dents que hi ha són una manifestació del potencial d'acció i del potencial de repòs posterior (respectivament, l'aparició d'aquests potencials a les aurícules mostra l'ona P i la propagació de l'excitació en els ventricles - l'ona R).
Pel que fa a l'electroencefalograma, l'aparició de diverses ones i ritmes en ell (en particular, ones alfa i beta en una persona sana) també es deu a l'aparició de potencials d'acció a les neurones cerebrals.
Aquests estudis permeten la detecció oportuna del desenvolupament d'un procés patològic concret i determinen gairebé el 50 per cent del tractament amb èxit de la mal altia original.
