Kogu närvitegevus toimib eduk alt tänu puhke- ja erutuvuse faaside vaheldumisele. Polarisatsioonisüsteemi tõrked häirivad kiudude elektrijuhtivust. Kuid peale närvikiudude on ka teisi erutavaid kudesid – endokriinseid ja lihaseid.
Kuid me käsitleme juhtivate kudede omadusi ja orgaaniliste rakkude ergastusprotsessi näitel räägime depolarisatsiooni kriitilise taseme olulisusest. Närvitegevuse füsioloogia on tihed alt seotud närviraku sees ja väljaspool oleva elektrilaengu näitajatega.
Kui üks elektrood on kinnitatud aksoni väliskesta külge ja teine selle sisemise osa külge, on potentsiaalide erinevus. Närviteede elektriline aktiivsus põhineb sellel erinevusel.
Mis on puhkepotentsiaal ja tegevuspotentsiaal?
Kõik närvisüsteemi rakud on polariseeritud, see tähendab, et neil on erinev elektrilaeng spetsiaalse membraani sees ja väljaspool. Närvirakk on alatiselle lipoproteiini membraan, millel on bioelektrilise isolaatori funktsioon. Tänu membraanidele tekib rakus puhkepotentsiaal, mis on vajalik järgnevaks aktiveerimiseks.
Puhkepotentsiaal säilib ioonide ülekandega. Kaaliumioonide vabanemine ja kloori sisenemine suurendavad membraani puhkepotentsiaali.
Aktiivpotentsiaal akumuleerub depolarisatsiooni, st elektrilaengu tõusu faasis.
Aktiivpotentsiaali faasid. Füsioloogia
Niisiis, depolarisatsioon füsioloogias on membraanipotentsiaali vähenemine. Depolarisatsioon on erutatavuse, see tähendab närviraku aktsioonipotentsiaali tekkimise aluseks. Depolarisatsiooni kriitilise taseme saavutamisel ei suuda ükski, isegi tugev stiimul närvirakkudes reaktsioone tekitada. Samal ajal on aksoni sees palju naatriumi.
Kohe pärast seda etappi järgneb suhtelise erutuvuse faas. Vastus on juba võimalik, kuid ainult tugeva stiimuli signaali korral. Suhteline erutuvus läheb aeglaselt ülenduse faasi. Mis on ülendamine? See on kudede erutatavuse tipp.
Kogu selle aja on naatriumi aktiveerimiskanalid suletud. Ja nende avamine toimub alles siis, kui närvikiud on tühjenenud. Repolarisatsioon on vajalik negatiivse laengu taastamiseks kiu sees.
Mida tähendab depolarisatsiooni kriitiline tase (CDL)?
Niisiis, erutuvus on füsioloogiasraku või koe võime reageerida stiimulile ja tekitada mingisuguseid impulsse. Nagu saime teada, vajavad rakud töötamiseks teatud laengut – polarisatsiooni. Laengu suurenemist miinusest plussile nimetatakse depolarisatsiooniks.
Pärast depolarisatsiooni toimub alati repolarisatsioon. Laeng sees pärast ergastusfaasi peab muutuma uuesti negatiivseks, et rakk saaks valmistuda järgmiseks reaktsiooniks.
Kui voltmeetri näidud on fikseeritud väärtusele 80, on see puhkefaas. See ilmneb pärast repolarisatsiooni lõppu ja kui seade näitab positiivset väärtust (suurem kui 0), siis on pöördrepolarisatsioonifaas lähenemas maksimaalsele tasemele – depolarisatsiooni kriitilisele tasemele.
Kuidas edastatakse impulsid närvirakkudest lihastesse?
Membraani ergastamisel tekkinud elektriimpulsid kanduvad suurel kiirusel mööda närvikiude. Signaali kiirust seletatakse aksoni struktuuriga. Akson on osaliselt ümbritsetud ümbrisega. Ja müeliniseerunud alade vahel on Ranvieri sõlmed.
Tänu sellisele närvikiu paigutusele vaheldub positiivne laeng negatiivsega ning depolarisatsioonivool levib peaaegu samaaegselt kogu aksoni pikkuses. Kontraktsioonisignaal jõuab lihaseni sekundi murdosaga. Selline indikaator nagu membraani depolarisatsiooni kriitiline tase tähendab märki, mille juures saavutatakse maksimaalne aktsioonipotentsiaal. Pärast lihaste kokkutõmbumist algab repolarisatsioon piki kogu aksonit.
Mis toimubdepolarisatsiooni ajal?
Mida tähendab selline näitaja nagu depolarisatsiooni kriitiline tase? Füsioloogias tähendab see seda, et närvirakud on juba tööks valmis. Kogu organi õige toimimine sõltub aktsioonipotentsiaali faaside normaalsest ja õigeaegsest muutumisest.
Kriitiline tase (CLL) on ligikaudu 40–50 Mv. Sel ajal väheneb membraani ümbritsev elektriväli. Polarisatsiooni aste sõltub otseselt sellest, kui palju raku naatriumikanaleid on avatud. Sel ajal ei ole rakk veel reageerimiseks valmis, kuid kogub elektripotentsiaali. Seda perioodi nimetatakse absoluutseks tulekindluseks. Närvirakkudes kestab faas vaid 0,004 s ja kardiomüotsüütides - 0,004 s.
Pärast depolarisatsiooni kriitilise taseme läbimist tekib ülierutuvus. Närvirakud võivad reageerida isegi alamläve stiimulile, st keskkonna suhteliselt nõrgale mõjule.
Naatriumi- ja kaaliumikanalite funktsioonid
Seega, depolarisatsiooni ja repolarisatsiooni protsessides on oluline osaline valgu ioonikanal. Mõelgem välja, mida see mõiste tähendab. Ioonikanalid on plasmamembraani sees asuvad valgu makromolekulid. Kui need on avatud, võivad anorgaanilised ioonid neid läbida. Valgukanalitel on filter. Ainult naatrium läbib naatriumikanalit, ainult see element läbib kaaliumikanalit.
Neil elektriliselt juhitavatel kanalitel on kaks väravat: üks on aktiveerimine, millel on võime ioone läbi lasta, teineinaktiveerimine. Ajal, mil membraani puhkepotentsiaal on -90 mV, on värav suletud, kuid kui algab depolarisatsioon, avanevad naatriumikanalid aeglaselt. Potentsiaali suurenemine viib kanaliventiilide järsu sulgumiseni.
Tegur, mis mõjutab kanalite aktiveerumist, on rakumembraani erutuvus. Elektrilise erutuvuse mõjul käivitatakse kahte tüüpi ioonretseptoreid:
- algatab ligandi retseptorite toimet – kemosõltuvate kanalite puhul;
- Elektriliselt juhitavatele kanalitele rakendatud elektrisignaal.
Kui saavutatakse rakumembraani depolarisatsiooni kriitiline tase, annavad retseptorid signaali, et kõik naatriumikanalid tuleb sulgeda ja kaaliumikanalid hakkavad avanema.
Naatriumkaaliumpump
Ergastusimpulsi ülekandmise protsessid kõikjal toimuvad tänu naatriumi- ja kaaliumiioonide liikumise tõttu läbiviidud elektripolarisatsioonile. Elementide liikumine toimub ioonide aktiivse transpordi põhimõttel - 3 Na+ sissepoole ja 2 K+ väljapoole. Seda vahetusmehhanismi nimetatakse naatrium-kaaliumpumbaks.
Kardiomüotsüütide depolarisatsioon. Südamelöögi faasid
Südame kontraktsioonitsüklid on samuti seotud juhtivusradade elektrilise depolarisatsiooniga. Kontraktsioonisignaal tuleb alati paremas aatriumis paiknevatest SA-rakkudest ja levib mööda Hissi radasid Toreli ja Bachmanni kimpudesse vasakusse aatriumisse. Hissi kimbu parem ja vasak protsess edastavad signaali südame vatsakestesse.
Närvirakud depolariseeruvad kiiremini ja kannavad signaali müeliinkesta olemasolu tõttu, kuid järk-järgult depolariseerub ka lihaskude. See tähendab, et nende laeng muutub negatiivsest positiivseks. Seda südametsükli faasi nimetatakse diastooliks. Kõik siinsed rakud on omavahel seotud ja toimivad ühe kompleksina, kuna südame töö peab olema võimalikult palju koordineeritud.
Kui saabub parema ja vasaku vatsakese seinte depolarisatsiooni kriitiline tase, tekib energia vabanemine – süda tõmbub kokku. Seejärel repolariseeruvad kõik rakud ja valmistuvad uueks kokkutõmbumiseks.
Depressioon Verigo
1889. aastal kirjeldati füsioloogias nähtust, mida nimetatakse Verigo katolikuks depressiooniks. Depolarisatsiooni kriitiline tase on depolarisatsiooni tase, mille juures kõik naatriumikanalid on juba inaktiveeritud ja nende asemel töötavad kaaliumikanalid. Kui voolutugevus suureneb veelgi, väheneb närvikiu erutuvus oluliselt. Ja depolarisatsiooni kriitiline tase stiimulite toimel langeb skaal alt.
Verigo depressiooni ajal erutuskiirus väheneb ja lõpuks vaibub täielikult. Lahter hakkab kohanema funktsionaalsete funktsioonide muutmisega.
Kohandamismehhanism
Juhtub, et teatud tingimustel ei lülitu depolariseeriv vool pikka aega ümber. See on iseloomulik sensoorsetele kiududele. Sellise voolu järkjärguline pikaajaline tõus üle normi 50 mV põhjustab elektrooniliste impulsside sageduse suurenemist.
Vastuses sellistele signaalidelekaaliummembraani juhtivus. Aktiveeritakse aeglasemad kanalid. Selle tulemusena tekib närvikoe võime vastuseid korrata. Seda nimetatakse närvikiudude kohanemiseks.
Kohandumisel hakkavad rakud suure hulga lühikeste signaalide asemel kogunema ja annavad välja ühe tugeva potentsiaali. Ja kahe reaktsiooni vahelised intervallid suurenevad.
