Orqanizmimizin orqan və toxumalarının işləməsi bir çox amillərdən asılıdır. Bəzi hüceyrələr (kardiyomiyositlər və sinirlər) xüsusi hüceyrə komponentlərində və ya düyünlərində yaranan sinir impulslarının ötürülməsindən asılıdır. Sinir impulsunun əsasını fəaliyyət potensialı adlanan xüsusi həyəcan dalğasının formalaşması təşkil edir.
Bu nədir?
Fəaliyyət potensialına adətən hüceyrədən hüceyrəyə keçən həyəcan dalğası deyilir. Onun əmələ gəlməsi və hüceyrə membranlarından keçməsi ilə əlaqədar olaraq onların yükündə qısamüddətli dəyişiklik baş verir (normalda membranın daxili tərəfi mənfi, xarici tərəfi isə müsbət yüklü olur). Yaranan dalğa hüceyrənin ion kanallarının xüsusiyyətlərinin dəyişməsinə kömək edir, bu da membranın doldurulmasına səbəb olur. Fəaliyyət potensialının membrandan keçdiyi anda onun yükündə qısamüddətli dəyişiklik baş verir ki, bu da hüceyrənin xüsusiyyətlərinin dəyişməsinə səbəb olur.
Bu dalğanın əmələ gəlməsi sinir lifinin, eləcə də ürəyin yollar sisteminin fəaliyyətinin əsasını təşkil edir.
Onun formalaşması pozulduqda bir çox xəstəliklər inkişaf edir ki, bu da fəaliyyət potensialının müəyyən edilməsini zəruri edir.diaqnostik və müalicə tədbirləri kompleksi.
Hərəkət potensialı necə formalaşır və onun xarakterik xüsusiyyəti nədir?
Araşdırma tarixçəsi
Hüceyrələrdə və liflərdə həyəcanlanmanın baş verməsinin öyrənilməsinə kifayət qədər uzun müddət əvvəl başlanılmışdır. Onun baş verdiyini ilk fərq edənlər müxtəlif stimulların qurbağanın tibial sinirinə təsirini tədqiq edən bioloqlar oldu. Onlar qeyd ediblər ki, süfrə duzunun konsentratlı məhluluna məruz qaldıqda əzələlərin daralması müşahidə olunur.
Gələcəkdə tədqiqatlar nevroloqlar tərəfindən davam etdirildi, lakin fizikadan sonra fəaliyyət potensialını öyrənən əsas elm fiziologiyadır. Ürək hüceyrələrində və sinirlərdə fəaliyyət potensialının mövcudluğunu sübut edən fizioloqlar olub.
Potensialların öyrənilməsini daha dərindən araşdırdıqca, istirahət potensialının mövcudluğu da sübut olundu.
19-cu əsrin əvvəllərindən etibarən bu potensialların mövcudluğunu aşkar etmək və onların böyüklüyünü ölçmək üçün üsullar yaradılmağa başlandı. Hal-hazırda fəaliyyət potensialının təsbiti və öyrənilməsi iki instrumental tədqiqatda - elektrokardioqramların və elektroensefaloqramların çıxarılmasında aparılır.
Fəaliyyət potensialı mexanizmi
Həyəcanlanmanın əmələ gəlməsi natrium və kalium ionlarının hüceyrədaxili konsentrasiyasının dəyişməsi nəticəsində baş verir. Normalda hüceyrədə natriumdan daha çox kalium olur. Natrium ionlarının hüceyrədənkənar konsentrasiyası sitoplazmadakından xeyli yüksəkdir. Fəaliyyət potensialının yaratdığı dəyişikliklər membrandakı yükün dəyişməsinə kömək edir və nəticədə natrium ionlarının hüceyrəyə axması baş verir. Buna görəhüceyrənin xaricində və daxilində yüklər dəyişir (sitoplazma müsbət, xarici mühit isə mənfi yüklənir.
Bu, dalğanın hüceyrədən keçməsini asanlaşdırmaq üçün edilir.
Dalğa sinaps vasitəsilə ötürüldükdən sonra mənfi yüklü xlorid ionlarının hüceyrə daxilindəki cərəyan hesabına yük tərsinə çevrilir. Hüceyrənin xaricində və daxilində ilkin yük səviyyələri bərpa olunur ki, bu da istirahət potensialının formalaşmasına səbəb olur.
İstirahət və həyəcan dövrləri bir-birini əvəz edir. Patoloji hüceyrədə hər şey fərqli şəkildə baş verə bilər və orada AP-nin formalaşması bir qədər fərqli qanunlara tabe olacaq.
PD mərhələləri
Hərəkət potensialının gedişatı bir neçə mərhələyə bölünə bilər.
Birinci faza kritik depolarizasiya səviyyəsi əmələ gələnə qədər davam edir (keçən fəaliyyət potensialı membranın yavaş boşalmasını stimullaşdırır, bu maksimum səviyyəyə çatır, adətən -90 meV). Bu mərhələ prespike adlanır. Hüceyrəyə natrium ionlarının daxil olması hesabına həyata keçirilir.
Növbəti faza, pik potensial (və ya sünbül) iti bucaqlı parabola əmələ gətirir, burada potensialın yüksələn hissəsi membranın depolarizasiyası (sürətli), enən hissəsi isə repolarizasiya deməkdir.
Üçüncü faza - mənfi iz potensialı - iz depolarizasiyasını göstərir (depolarizasiyanın zirvəsindən istirahət vəziyyətinə keçid). Xlorid ionlarının hüceyrəyə daxil olması nəticəsində yaranır.
Dördüncü mərhələdə müsbət fazaiz potensialı, membranın yük səviyyələri orijinala qayıdır.
Fəaliyyət potensialı ilə müəyyən edilən bu mərhələlər bir-birinin ardınca ciddi şəkildə davam edir.
Fəaliyyət potensialı funksiyaları
Şübhəsiz ki, müəyyən hüceyrələrin fəaliyyətində fəaliyyət potensialının inkişafı vacibdir. Həyəcan ürəyin işində böyük rol oynayır. Onsuz ürək sadəcə olaraq qeyri-aktiv orqan olardı, lakin dalğanın ürəyin bütün hüceyrələrində yayılması səbəbindən o, büzülür ki, bu da qanı damar yatağından keçirməyə kömək edir, bütün toxuma və orqanları onunla zənginləşdirir.
Sinir sistemi də fəaliyyət potensialı olmadan normal olaraq öz funksiyasını yerinə yetirə bilməzdi. Orqanlar müəyyən bir funksiyanı yerinə yetirmək üçün siqnalları qəbul edə bilmədilər, nəticədə onlar sadəcə yararsız olardılar. Bundan əlavə, sinir liflərində sinir impulsunun ötürülməsinin yaxşılaşdırılması (mielinin görünüşü və Ranvierin kəsişməsi) bir saniyənin fraksiyalarında bir siqnal ötürməyə imkan verdi, bu da reflekslərin və şüurun inkişafına səbəb oldu. hərəkətlər.
Bu orqan sistemləri ilə yanaşı, bir çox başqa hüceyrələrdə də fəaliyyət potensialı formalaşır, lakin onlarda yalnız hüceyrənin spesifik funksiyalarının yerinə yetirilməsində rol oynayır.
Ürəkdə fəaliyyət potensialının artması
Fəaliyyət potensialının formalaşması prinsipinə əsaslanan əsas orqan ürəkdir. İmpulsların meydana gəlməsi üçün düyünlərin olması səbəbindən bu orqanın işi yerinə yetirilir, funksiyası qanı toxumalara çatdırmaq vəsəlahiyyətlilər.
Ürəkdəki fəaliyyət potensialı sinus düyünündə əmələ gəlir. Sağ atriumda vena kavasının birləşməsində yerləşir. Oradan impuls ürəyin keçirici sisteminin lifləri boyunca - düyündən atrioventrikulyar birləşməyə qədər yayılır. Onun dəstəsi boyunca, daha doğrusu, ayaqları boyunca keçərək, impuls sağ və sol mədəciklərə keçir. Onların qalınlığında daha kiçik yollar var - Purkinje lifləri, onların vasitəsilə həyəcan ürəyin hər hüceyrəsinə çatır.
Kardiomiositlərin fəaliyyət potensialı mürəkkəbdir, yəni. ürək toxumasının bütün hüceyrələrinin daralmasından asılıdır. Blok (infarktdan sonra çapıq) olduqda, elektrokardioqrammada qeyd olunan fəaliyyət potensialının formalaşması pozulur.
Sinir sistemi
Neyronlarda - sinir sisteminin hüceyrələrində PD necə əmələ gəlir. Burada hər şey bir az daha asan edilir.
Xarici impuls sinir hüceyrələrinin böyüməsi ilə qəbul edilir - həm dəridə, həm də bütün digər toxumalarda yerləşən reseptorlarla əlaqəli dendritlər (istirahət potensialı və fəaliyyət potensialı da bir-birini əvəz edir). Qıcıqlanma onlarda fəaliyyət potensialının formalaşmasına səbəb olur, bundan sonra impuls sinir hüceyrəsinin gövdəsindən onun uzun prosesinə - aksona və ondan sinapslar vasitəsilə digər hüceyrələrə keçir. Beləliklə, yaranan həyəcan dalğası beynə çatır.
Sinir sisteminin bir xüsusiyyəti iki növ lifin olmasıdır - miyelinlə örtülmüş və onsuz. Miyelin olan liflərdə fəaliyyət potensialının meydana gəlməsi və onun ötürülməsi,demiyelinsizlərə nisbətən daha sürətli həyata keçirilir.
Bu fenomen, AP-nin miyelinli liflər boyunca yayılmasının "sıçrayışlar" səbəbindən baş verməsi səbəbindən müşahidə olunur - impuls miyelin bölmələri üzərindən sıçrayır, nəticədə onun yolunu azaldır və müvafiq olaraq sürətləndirir. onun yayılması.
İstirahət potensialı
İstirahət potensialının inkişafı olmadan heç bir fəaliyyət potensialı olmazdı. İstirahət potensialı hüceyrənin normal, həyəcanlanmamış vəziyyəti kimi başa düşülür, burada onun membranının daxilində və xaricində olan yüklər əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir (yəni, membran xaricdə müsbət və içəridə mənfi yüklüdür). İstirahət potensialı hüceyrə daxilində və xaricində yüklər arasındakı fərqi göstərir. Normalda -50 ilə -110 meV arasında dəyişir. Sinir liflərində bu dəyər adətən -70 meV olur.
Xlorid ionlarının hüceyrəyə miqrasiyası və membranın daxili hissəsində mənfi yükün yaranması ilə əlaqədardır.
Hüceyrədaxili ionların konsentrasiyasını dəyişdirərkən (yuxarıda qeyd edildiyi kimi) PP PD-ni əvəz edir.
Adətən orqanizmin bütün hüceyrələri həyəcansız vəziyyətdədir, ona görə də potensialların dəyişməsini fizioloji zəruri proses hesab etmək olar, çünki onlarsız ürək-damar və sinir sistemi öz fəaliyyətlərini həyata keçirə bilməzdi.
İstirahət və fəaliyyət potensialı üzrə tədqiqatın əhəmiyyəti
İstirahət potensialı və fəaliyyət potensialı orqanizmin, eləcə də ayrı-ayrı orqanların vəziyyətini təyin etməyə imkan verir.
Ürəkdən fəaliyyət potensialının fiksasiyası (elektrokardioqrafiya) imkan verironun vəziyyətini, eləcə də bütün şöbələrinin funksional qabiliyyətini müəyyən edir. Normal EKQ-ni öyrənsəniz, onun üzərindəki bütün dişlərin hərəkət potensialının və sonrakı istirahət potensialının təzahürü olduğunu görə bilərsiniz (müvafiq olaraq, bu potensialların qulaqcıqlarda meydana gəlməsi P dalğasını və həyəcanın yayılmasını göstərir. mədəciklər - R dalğası).
Elektroensefaloqrammaya gəlincə, onun üzərində müxtəlif dalğaların və ritmlərin (xüsusən də sağlam insanda alfa və beta dalğalarının) yaranması da beyin neyronlarında fəaliyyət potensialının yaranması ilə əlaqədardır.
Bu tədqiqatlar müəyyən patoloji prosesin inkişafını vaxtında aşkarlamağa imkan verir və ilkin xəstəliyin uğurlu müalicəsinin demək olar ki, 50 faizini müəyyən edir.
