عملکرد اندام ها و بافت های بدن ما به عوامل زیادی بستگی دارد. برخی از سلول ها (کاردیومیوسیت ها و اعصاب) به انتقال تکانه های عصبی تولید شده در اجزا یا گره های سلولی خاص بستگی دارند. اساس تکانه عصبی تشکیل یک موج خاص از تحریک است که پتانسیل عمل نامیده می شود.
این چیست؟
یک پتانسیل عمل معمولاً موجی از تحریک نامیده می شود که از سلولی به سلول دیگر حرکت می کند. به دلیل تشکیل و عبور آن از غشای سلولی، یک تغییر کوتاه مدت در بار آنها رخ می دهد (به طور معمول، قسمت داخلی غشاء دارای بار منفی و قسمت خارجی دارای بار مثبت است). موج تولید شده به تغییر در خواص کانال های یونی سلول کمک می کند که منجر به شارژ مجدد غشا می شود. در لحظه ای که پتانسیل عمل از غشاء عبور می کند، یک تغییر کوتاه مدت در بار آن ایجاد می شود که منجر به تغییر در ویژگی های سلول می شود.
تشکیل این موج زمینه ساز عملکرد رشته عصبی و همچنین سیستم مسیرهای قلب است.
هنگامی که شکل گیری آن مختل می شود، بیماری های زیادی ایجاد می شود که تعیین پتانسیل عمل را ضروری می کند.مجموعه ای از اقدامات تشخیصی و درمانی.
پتانسیل کنش چگونه شکل می گیرد و ویژگی آن چیست؟
سابقه تحقیق
مطالعه وقوع برانگیختگی در سلولها و فیبرها از مدتها قبل آغاز شده است. اولین کسانی که متوجه وقوع آن شدند، زیست شناسانی بودند که اثرات محرک های مختلف را بر روی عصب تیبیال در معرض قورباغه مطالعه کردند. آنها متوجه شدند که وقتی در معرض محلول غلیظ نمک خوراکی قرار گرفتند، انقباض عضلانی مشاهده شد.
در آینده تحقیقات توسط متخصصان مغز و اعصاب ادامه یافت، اما علم اصلی بعد از فیزیک که پتانسیل عمل را مطالعه می کند، فیزیولوژی است. این فیزیولوژیست ها بودند که وجود پتانسیل عمل در سلول های قلب و اعصاب را ثابت کردند.
همانطور که ما در مطالعه پتانسیل ها عمیق تر شدیم، وجود پتانسیل استراحت نیز ثابت شد.
از آغاز قرن نوزدهم، روش هایی برای تشخیص وجود این پتانسیل ها و اندازه گیری بزرگی آنها شروع شد. در حال حاضر، تثبیت و مطالعه پتانسیل عمل در دو مطالعه ابزاری - حذف الکتروکاردیوگرام و الکتروانسفالوگرام انجام می شود.
مکانیسم پتانسیل اقدام
تشکیل تحریک به دلیل تغییر در غلظت داخل سلولی یون های سدیم و پتاسیم رخ می دهد. به طور معمول، سلول حاوی پتاسیم بیشتر از سدیم است. غلظت خارج سلولی یون سدیم بسیار بیشتر از سیتوپلاسم است. تغییرات ناشی از پتانسیل عمل منجر به تغییر بار روی غشا می شود و در نتیجه یون های سدیم به داخل سلول جریان می یابد. به خاطر همینبارهای خارج و داخل سلول تغییر می کنند (سیتوپلاسم بار مثبت دارد و محیط خارجی بار منفی دارد.
این برای تسهیل عبور موج از سلول انجام می شود.
بعد از اینکه موج از طریق سیناپس منتقل شد، به دلیل جریان درون سلولی یون های کلرید با بار منفی، بار معکوس می شود. سطوح اولیه بار در خارج و داخل سلول بازیابی می شوند که منجر به تشکیل یک پتانسیل استراحت می شود.
دوره های استراحت و هیجان متناوب. در یک سلول پاتولوژیک، همه چیز می تواند متفاوت اتفاق بیفتد، و تشکیل AP در آنجا از قوانین متفاوتی تبعیت می کند.
فازهای PD
سیر یک پتانسیل عمل را می توان به چند مرحله تقسیم کرد.
مرحله اول تا زمانی ادامه می یابد که یک سطح بحرانی دپلاریزاسیون تشکیل شود (یک پتانسیل عمل عبوری تخلیه آهسته غشاء را تحریک می کند، که به حداکثر سطح، معمولاً در حدود -90 مگا ولت می رسد). به این مرحله پرسپیک می گویند. به دلیل ورود یون های سدیم به سلول انجام می شود.
فاز بعدی، پتانسیل اوج (یا سنبله)، سهمی با زاویه حاد را تشکیل می دهد، که در آن قسمت صعودی پتانسیل به معنای دپلاریزاسیون غشاء (سریع) و قسمت نزولی به معنای رپلاریزاسیون است..
فاز سوم - پتانسیل اثر منفی - دپلاریزاسیون اثری را نشان می دهد (گذر از اوج دپلاریزاسیون به حالت استراحت). ناشی از ورود یون های کلرید به داخل سلول است.
در مرحله چهارم، فاز مثبتپتانسیل ردیابی، سطح شارژ غشا به حالت اولیه باز می گردد.
این مراحل تعیین شده توسط پتانسیل عمل به شدت یکی پس از دیگری دنبال می شوند.
عملکردهای بالقوه
بی شک، توسعه پتانسیل عمل در عملکرد سلول های خاص مهم است. تحریک نقش عمده ای در کار قلب دارد. بدون آن، قلب به سادگی یک عضو غیرفعال خواهد بود، اما به دلیل انتشار موج در تمام سلول های قلب، منقبض می شود، که به عبور خون از بستر عروقی کمک می کند و تمام بافت ها و اندام ها را با آن غنی می کند.
سیستم عصبی نیز به طور معمول نمی تواند عملکرد خود را بدون پتانسیل عمل انجام دهد. اندام ها نمی توانند سیگنال هایی را برای انجام یک عملکرد خاص دریافت کنند، در نتیجه آنها به سادگی بی فایده خواهند بود. علاوه بر این، بهبود انتقال یک تکانه عصبی در رشته های عصبی (ظاهر میلین و رهگیری های رانویر) امکان انتقال سیگنال را در کسری از ثانیه فراهم کرد که منجر به ایجاد رفلکس و هوشیاری شد. حرکات.
علاوه بر این سیستم های اندامی، پتانسیل عمل در بسیاری از سلول های دیگر نیز شکل می گیرد، اما در آنها فقط در انجام وظایف خاص سلول نقش دارد.
ظهور پتانسیل عمل در قلب
ارگان اصلی که کارش بر اساس اصل تشکیل پتانسیل عمل است، قلب است. به دلیل وجود گره هایی برای تشکیل تکانه ها، کار این اندام انجام می شود که وظیفه آن رساندن خون به بافت ها ومقامات.
پتانسیل عمل در قلب در گره سینوسی ایجاد می شود. در محل تلاقی ورید اجوف در دهلیز راست قرار دارد. از آنجا، تکانه در امتداد الیاف سیستم هدایت قلب - از گره به محل اتصال دهلیزی - بطنی منتشر می شود. با عبور از بسته نرم افزاری هیس، به طور دقیق تر، در امتداد پاهای آن، ضربه به بطن راست و چپ می رود. در ضخامت آنها مسیرهای کوچکتری وجود دارد - فیبرهای پورکنژ که از طریق آنها تحریک به تمام سلول های قلب می رسد.
پتانسیل عمل کاردیومیوسیت ها ترکیبی است، یعنی. بستگی به انقباض تمام سلول های بافت قلب دارد. در صورت وجود بلوک (اسکار پس از حمله قلبی)، تشکیل یک پتانسیل عمل مختل می شود که در نوار قلب ثبت می شود.
سیستم عصبی
چگونه PD در سلول های عصبی - سلول های سیستم عصبی تشکیل می شود. همه چیز در اینجا کمی ساده تر انجام می شود.
تکانه خارجی با رشد سلول های عصبی درک می شود - دندریت های مرتبط با گیرنده های واقع در پوست و در تمام بافت های دیگر (پتانسیل استراحت و پتانسیل عمل نیز جایگزین یکدیگر می شوند). تحریک باعث ایجاد پتانسیل عمل در آنها می شود، پس از آن، تکانه از طریق بدن سلول عصبی به روند طولانی آن - آکسون، و از آن از طریق سیناپس ها به سلول های دیگر می رود. بنابراین، موج ایجاد شده از تحریک به مغز می رسد.
یکی از ویژگی های سیستم عصبی وجود دو نوع فیبر است - پوشیده شده با میلین و بدون آن. وقوع پتانسیل عمل و انتقال آن در رشته هایی که میلین وجود دارد،بسیار سریعتر از دمیلینه انجام می شود.
این پدیده به دلیل این واقعیت مشاهده می شود که انتشار AP در امتداد الیاف میلین دار به دلیل "پرش" رخ می دهد - ضربه از روی بخش های میلین می پرد که در نتیجه مسیر آن را کاهش می دهد و بر این اساس تسریع می کند. انتشار آن.
پتانسیل استراحت
بدون توسعه پتانسیل استراحت، پتانسیل عمل وجود نخواهد داشت. پتانسیل استراحت به عنوان حالت عادی و تحریک نشده سلول درک می شود، که در آن بارهای داخل و خارج غشاء آن به طور قابل توجهی متفاوت است (یعنی غشاء در خارج دارای بار مثبت و در داخل دارای بار منفی است). پتانسیل استراحت تفاوت بین بارهای داخل و خارج سلول را نشان می دهد. به طور معمول، محدوده آن از -50 تا -110 مگا ولت است. در رشته های عصبی، این مقدار معمولا 70- مگا ولت است.
به دلیل مهاجرت یونهای کلرید به داخل سلول و ایجاد بار منفی در داخل غشا است.
هنگام تغییر غلظت یونهای داخل سلولی (همانطور که در بالا ذکر شد)، PP جایگزین PD می شود.
به طور معمول، تمام سلول های بدن در حالت تحریک نشده هستند، بنابراین تغییر پتانسیل ها را می توان از نظر فیزیولوژیکی یک فرآیند ضروری در نظر گرفت، زیرا بدون آنها سیستم های قلبی عروقی و عصبی نمی توانند فعالیت های خود را انجام دهند..
اهمیت تحقیق در مورد استراحت و پتانسیل های عمل
پتانسیل استراحت و پتانسیل عمل به شما امکان می دهد وضعیت بدن و همچنین اندام های فردی را تعیین کنید.
تثبیت پتانسیل عمل از قلب (الکتروکاردیوگرافی) اجازه می دهدوضعیت آن و همچنین توانایی عملکردی تمام بخش های آن را تعیین می کند. اگر یک ECG معمولی را مطالعه کنید، می بینید که تمام دندان های روی آن مظهر پتانسیل عمل و پتانسیل استراحت بعدی هستند (به ترتیب، وقوع این پتانسیل ها در دهلیزها موج P را نشان می دهد و گسترش تحریک در بطن ها - موج R).
در مورد الکتروانسفالوگرام، وقوع امواج و ریتم های مختلف روی آن (به ویژه امواج آلفا و بتا در یک فرد سالم) نیز به دلیل وقوع پتانسیل های عمل در نورون های مغز است.
این مطالعات امکان تشخیص به موقع پیشرفت یک فرآیند پاتولوژیک خاص را فراهم می کند و تقریباً 50 درصد از درمان موفقیت آمیز بیماری اصلی را تعیین می کند.
