כל הפעילות העצבית מתפקדת בהצלחה עקב חילופי שלבי מנוחה והתרגשות. כשלים במערכת הקיטוב משבשים את המוליכות החשמלית של הסיבים. אבל מלבד סיבי עצב, יש רקמות מעוררות אחרות - אנדוקרינית ושריר.
אבל נשקול את התכונות של רקמות מוליכות, ובאמצעות הדוגמה של תהליך העירור של תאים אורגניים, נספר על המשמעות של הרמה הקריטית של דה-פולריזציה. הפיזיולוגיה של פעילות עצבית קשורה קשר הדוק לאינדיקטורים של מטען חשמלי בתוך ומחוץ לתא העצב.
אם אלקטרודה אחת מחוברת לקליפה החיצונית של האקסון, והשנייה לחלקה הפנימי, אז יש הבדל פוטנציאל. הפעילות החשמלית של מסלולי העצבים מבוססת על ההבדל הזה.
מהו פוטנציאל מנוחה ופוטנציאל פעולה?
כל התאים של מערכת העצבים מקוטבים, כלומר יש להם מטען חשמלי שונה בתוך ומחוץ לקרום מיוחד. תא העצב תמידקרום הליפופרוטאין שלו, בעל תפקיד של מבודד ביו-אלקטרי. הודות לממברנות נוצר פוטנציאל המנוחה בתא, הנחוץ להפעלה לאחר מכן.
פוטנציאל המנוחה נשמר על ידי העברת יונים. שחרור יוני אשלגן וכניסת כלור מגדילים את פוטנציאל המנוחה של הממברנה.
פוטנציאל הפעולה מצטבר בשלב של דה-פולריזציה, כלומר, עליית מטען חשמלי.
שלבים של פוטנציאל הפעולה. פיזיולוגיה
אז, דה-פולריזציה בפיזיולוגיה היא ירידה בפוטנציאל הממברנה. דפולריזציה היא הבסיס להופעתה של ריגוש, כלומר, פוטנציאל הפעולה של תא עצב. כאשר מגיעים לרמה קריטית של דפולריזציה, לא, אפילו גירוי חזק, מסוגל לגרום לתגובות בתאי עצב. במקביל, יש הרבה נתרן בתוך האקסון.
מיד לאחר השלב הזה, מגיע שלב ההתרגשות היחסית. התשובה כבר אפשרית, אבל רק לאות גירוי חזק. ההתרגשות היחסית עוברת אט אט לשלב ההתעלות. מהי התעלות? זהו שיא ריגוש הרקמות.
כל הזמן הזה ערוצי הפעלת הנתרן סגורים. ופתיחתם תתרחש רק כאשר סיב העצב ישוחרר. יש צורך בקיטוב מחדש כדי לשחזר את המטען השלילי בתוך הסיב.
מה המשמעות של רמת הדפולריזציה הקריטית (CDL)?
אז, התרגשות היא בפיזיולוגיההיכולת של תא או רקמה להגיב לגירוי וליצור דחף כלשהו. כפי שגילינו, תאים צריכים מטען מסוים - קיטוב - כדי לעבוד. העלייה במטען ממינוס לפלוס נקראת דפולריזציה.
אחרי דה-פולריזציה, תמיד יש קיטוב מחדש. המטען בפנים לאחר שלב העירור חייב להיות שלילי שוב כדי שהתא יוכל להתכונן לתגובה הבאה.
כאשר קריאות מד המתח קבועות ב-80, זהו שלב המנוחה. זה מתרחש לאחר סיום הקיטוב מחדש, ואם המכשיר מציג ערך חיובי (גדול מ-0), אז שלב הקיטוב ההפוך מתקרב לרמה המקסימלית - הרמה הקריטית של דה-פולריזציה.
איך מועברים דחפים מתאי עצב לשרירים?
דחפים חשמליים שנוצרו במהלך עירור הממברנה מועברים לאורך סיבי העצב במהירות גבוהה. מהירות האות מוסברת על ידי מבנה האקסון. האקסון עטוף חלקית במעטפת. ובין אזורי המיאלין יש צמתים של Ranvier.
הודות לסידור זה של סיב העצב, המטען החיובי מתחלף עם השלילי, וזרם הדפולריזציה מתפשט כמעט בו-זמנית לכל אורך האקסון. אות ההתכווצות מגיע לשריר תוך שבריר שנייה. אינדיקטור כזה כמו הרמה הקריטית של דה-פולריזציה של הממברנה פירושו הסימן שבו מגיעים לפוטנציאל הפעולה שיא. לאחר כיווץ השריר, הקיטוב מחדש מתחיל לאורך כל האקסון.
מה קורהבמהלך דה-פולריזציה?
מה אומר אינדיקטור כזה כרמה קריטית של דה-פולריזציה? בפיזיולוגיה, זה אומר שתאי העצב כבר מוכנים לעבוד. התפקוד הנכון של האיבר כולו תלוי בשינוי הנורמלי בזמן של השלבים של פוטנציאל הפעולה.
הרמה הקריטית (CLL) היא בערך 40–50 Mv. בשלב זה, השדה החשמלי סביב הממברנה פוחת. מידת הקיטוב תלויה ישירות במספר תעלות הנתרן של התא הפתוחות. התא בשלב זה עדיין אינו מוכן לתגובה, אך אוסף פוטנציאל חשמלי. תקופה זו נקראת עמידה מוחלטת. השלב נמשך רק 0.004 שניות בתאי עצב, ובקרדיומיוציטים - 0.004 שניות.
לאחר שעבר רמה קריטית של דה-פולריזציה, מתחוללת ריגוש-על. תאי עצב יכולים להגיב אפילו לפעולה של גירוי תת-סף, כלומר השפעה חלשה יחסית של הסביבה.
פונקציות של תעלות נתרן ואשלגן
לכן, משתתף חשוב בתהליכי דה-פולריזציה וריפולריזציה היא תעלת יוני החלבון. בואו להבין מה המשמעות של המושג הזה. תעלות יונים הן מקרומולקולות חלבון הממוקמות בתוך קרום הפלזמה. כאשר הם פתוחים, יונים אנאורגניים יכולים לעבור דרכם. לתעלות חלבון יש מסנן. רק נתרן עובר דרך צינור הנתרן, רק יסוד זה עובר דרך צינור האשלגן.
לערוצים הנשלטים חשמלית אלה יש שני שערים: האחד הוא הפעלה, בעל יכולת להעביר יונים, והשניאִיוּן פְּעוּלָה. בזמן שבו פוטנציאל הממברנה המנוחה הוא -90 mV, השער סגור, אך כאשר מתחילה דה-פולריזציה, תעלות נתרן נפתחות לאט. עלייה בפוטנציאל מובילה לסגירה חדה של שסתומי הצינור.
הגורם המשפיע על הפעלת התעלות הוא הגירוי של קרום התא. בהשפעת עוררות חשמלית, 2 סוגים של קולטני יונים משוגרים:
- מתחיל את פעולתם של קולטני ליגנד - עבור ערוצים תלויי כימותרפיה;
- אות חשמלי הופעל עבור ערוצים המופעלים באמצעות חשמל.
כאשר מגיעים לרמה קריטית של דה-פולריזציה של קרום התא, הקולטנים נותנים אות שצריך לסגור את כל תעלות הנתרן, ותעלות אשלגן מתחילות להיפתח.
משאבת נתרן אשלגן
תהליכי העברת דחף העירור לכל מקום מתרחשים עקב הקיטוב החשמלי המתבצע עקב תנועת יוני נתרן ואשלגן. תנועת היסודות מתרחשת על בסיס עקרון הובלת יונים פעילה - 3 Na+ פנימה ו-2 K+ החוצה. מנגנון החלפה זה נקרא משאבת נתרן-אשלגן.
דה-פולריזציה של קרדיומיוציטים. שלבי פעימות הלב
מחזורי התכווצות הלב קשורים גם לדה-פולריזציה חשמלית של מסלולי ההולכה. אות ההתכווצות מגיע תמיד מתאי ה-SA הממוקמים באטריום הימני ומתפשט לאורך מסלולי היס אל צרורות הטורל והבכמן לאטריום השמאלי. התהליכים הימניים והשמאליים של צרור היס מעבירים את האות לחדרי הלב.
תאי עצב עושים דה-פולריזציה מהירה יותר ונושאים את האות עקב נוכחות מעטפת המיאלין, אך גם רקמת השריר מתפזרת בהדרגה. כלומר, המטען שלהם משתנה משלילי לחיובי. שלב זה של מחזור הלב נקרא דיאסטולה. כל התאים כאן קשורים זה בזה ופועלים כמכלול אחד, שכן עבודת הלב חייבת להיות מתואמת ככל האפשר.
כאשר מתרחשת רמה קריטית של דפולריזציה של הדפנות של החדר הימני והשמאלי, נוצר שחרור אנרגיה - הלב מתכווץ. לאחר מכן כל התאים מקטבים מחדש ומתכוננים להתכווצות נוספת.
דיכאון Verigo
בשנת 1889, תוארה תופעה בפיזיולוגיה, אשר נקראת הדיכאון הקתולי של Verigo. הרמה הקריטית של הדפולריזציה היא רמת הדפולריזציה שבה כל תעלות הנתרן כבר מושבתות, ובמקום זאת פועלות תעלות אשלגן. אם מידת הזרם עולה אפילו יותר, הריגוש של סיב העצב מופחת באופן משמעותי. והרמה הקריטית של דה-פולריזציה תחת פעולת גירויים יורדת מקנה המידה.
במהלך הדיכאון של וריגו, מהירות ההתרגשות פוחתת, ולבסוף, שוככת לחלוטין. התא מתחיל להסתגל על ידי שינוי תכונות פונקציונליות.
מנגנון הסתגלות
קורה שבתנאים מסוימים, זרם הדפולריזציה לא עובר זמן רב. זה אופייני לסיבים תחושתיים. עלייה הדרגתית ארוכת טווח בזרם כזה מעל לנורמה של 50 mV מובילה לעלייה בתדירות הפולסים האלקטרוניים.
בתגובה לאותות כאלה, המוליכות של קרום האשלגן. ערוצים איטיים יותר מופעלים. כתוצאה מכך מתעוררת היכולת של רקמת העצבים לחזור על תגובות. זה נקרא הסתגלות סיבי עצב.
בעת הסתגלות, במקום מספר רב של אותות קצרים, תאים מתחילים להצטבר ולתת פוטנציאל חזק בודד. והמרווחים בין שתי תגובות הולכים וגדלים.
