Tất cả các hoạt động thần kinh đều hoạt động thành công do sự luân phiên của các giai đoạn nghỉ ngơi và kích thích. Sự cố trong hệ thống phân cực làm gián đoạn khả năng dẫn điện của các sợi. Nhưng bên cạnh các sợi thần kinh, còn có các mô dễ bị kích thích khác - nội tiết và cơ.
Nhưng chúng ta sẽ xem xét các đặc điểm của các mô dẫn điện và sử dụng ví dụ về quá trình kích thích các tế bào hữu cơ, chúng ta sẽ cho biết tầm quan trọng của mức độ khử cực tới hạn. Sinh lý của hoạt động thần kinh liên quan chặt chẽ đến các chỉ số về điện tích bên trong và bên ngoài tế bào thần kinh.
Nếu một điện cực được gắn vào vỏ ngoài của sợi trục và điện cực kia với phần bên trong của nó, thì sẽ có sự khác biệt về điện thế. Hoạt động điện của các đường dẫn thần kinh dựa trên sự khác biệt này.
Tiềm năng nghỉ ngơi và tiềm năng hoạt động là gì?
Tất cả các tế bào của hệ thần kinh đều phân cực, tức là chúng có điện tích khác nhau bên trong và bên ngoài một lớp màng đặc biệt. Tế bào thần kinh luônmàng lipoprotein của nó, có chức năng như một chất cách điện sinh học. Nhờ các màng, điện thế nghỉ trong tế bào được tạo ra, cần thiết cho quá trình hoạt hóa tiếp theo.
Điện thế nghỉ được duy trì bằng cách chuyển các ion. Sự giải phóng các ion kali và sự xâm nhập của clo làm tăng điện thế nghỉ của màng.
Điện thế hoạt động tích lũy trong giai đoạn khử cực, tức là sự gia tăng điện tích.
Các giai đoạn của tiềm năng hoạt động. Sinh lý học
Vì vậy, khử cực trong sinh lý là sự giảm điện thế màng. Sự khử cực là cơ sở cho sự xuất hiện của tính kích thích, tức là điện thế hoạt động của một tế bào thần kinh. Khi đạt đến mức khử cực tới hạn, không, ngay cả một kích thích mạnh, có thể gây ra phản ứng trong các tế bào thần kinh. Đồng thời, có rất nhiều natri bên trong sợi trục.
Ngay sau giai đoạn này, giai đoạn kích thích tương đối tiếp theo. Câu trả lời là đã có thể xảy ra, nhưng chỉ với một tín hiệu kích thích mạnh. Sự phấn khích tương đối từ từ chuyển sang giai đoạn phấn khích. Sự tôn cao là gì? Đây là đỉnh cao của khả năng kích thích mô.
Tất cả thời gian này, các kênh kích hoạt natri đều bị đóng. Và sự mở của chúng sẽ chỉ xảy ra khi sợi thần kinh được phóng điện. Sự tái phân cực là cần thiết để khôi phục điện tích âm bên trong sợi quang.
Mức độ khử cực tới hạn (CDL) có nghĩa là gì?
Vì vậy, kích thích là trong sinh lýkhả năng của một tế bào hoặc mô để đáp ứng với một kích thích và tạo ra một số loại xung động. Như chúng tôi đã phát hiện ra, các tế bào cần một điện tích nhất định - sự phân cực - để hoạt động. Sự gia tăng điện tích từ âm đến cộng được gọi là quá trình khử cực.
Sau khi khử cực, luôn có sự tái phân cực. Điện tích bên trong sau giai đoạn kích thích phải trở lại âm để tế bào có thể chuẩn bị cho phản ứng tiếp theo.
Khi số đọc vôn kế được cố định ở 80, đây là giai đoạn nghỉ. Nó xảy ra sau khi kết thúc quá trình tái phân cực và nếu thiết bị hiển thị giá trị dương (lớn hơn 0), thì giai đoạn tái phân cực ngược đang đạt đến mức tối đa - mức khử cực tới hạn.
Xung động được truyền từ tế bào thần kinh đến cơ như thế nào?
Xung điện phát sinh trong quá trình kích thích màng được truyền dọc theo sợi thần kinh với tốc độ cao. Tốc độ của tín hiệu được giải thích bởi cấu trúc của sợi trục. Sợi trục được bao bọc một phần bởi một vỏ bọc. Và giữa các khu vực được myelin hóa là các nút của Ranvier.
Nhờ sự sắp xếp này của sợi thần kinh, điện tích dương xen kẽ với điện tích âm, và dòng điện khử cực lan truyền gần như đồng thời dọc theo toàn bộ chiều dài của sợi trục. Tín hiệu co đến cơ trong một phần nhỏ của giây. Một chỉ số như mức độ khử cực màng tới hạn có nghĩa là dấu tại đó điện thế hoạt động đỉnh đạt được. Sau khi co cơ, quá trình tái phân cực bắt đầu dọc theo toàn bộ sợi trục.
Chuyện gì đang xảy ratrong quá trình khử cực?
Một chỉ số như một mức độ khử cực tới hạn có nghĩa là gì? Trong sinh lý học, điều này có nghĩa là các tế bào thần kinh đã sẵn sàng hoạt động. Hoạt động chính xác của toàn bộ cơ quan phụ thuộc vào sự thay đổi bình thường, kịp thời của các giai đoạn của điện thế hoạt động.
Mức tới hạn (CLL) xấp xỉ 40–50 Mv. Lúc này, điện trường xung quanh màng giảm dần. Mức độ phân cực trực tiếp phụ thuộc vào số lượng kênh natri của tế bào đang mở. Tế bào tại thời điểm này vẫn chưa sẵn sàng cho một phản ứng, nhưng thu thập một điện thế. Khoảng thời gian này được gọi là độ khúc xạ tuyệt đối. Giai đoạn này chỉ kéo dài 0,004 giây trong tế bào thần kinh và trong tế bào cơ tim - 0,004 giây.
Sau khi vượt qua mức khử cực tới hạn, tính năng siêu kích thích sẽ bắt đầu. Các tế bào thần kinh có thể đáp ứng ngay cả với tác động của một kích thích dưới ngưỡng, tức là, một tác động tương đối yếu của môi trường.
Chức năng của kênh natri và kali
Vì vậy, một yếu tố quan trọng tham gia vào quá trình khử cực và tái phân cực là kênh ion protein. Hãy tìm hiểu ý nghĩa của khái niệm này. Kênh ion là các đại phân tử protein nằm bên trong màng sinh chất. Khi chúng mở, các ion vô cơ có thể đi qua chúng. Các kênh protein có một bộ lọc. Chỉ có natri đi qua ống dẫn natri, chỉ nguyên tố này đi qua ống dẫn kali.
Các kênh được điều khiển bằng điện này có hai cổng: một là kích hoạt, có khả năng cho các ion đi qua, còn lạisự ngừng hoạt động. Tại thời điểm khi điện thế màng nghỉ là -90 mV, cánh cổng sẽ đóng lại, nhưng khi quá trình khử cực bắt đầu, các kênh natri từ từ mở ra. Sự gia tăng tiềm năng dẫn đến việc đóng chặt các van ống dẫn.
Yếu tố ảnh hưởng đến sự hoạt hóa của các kênh là tính kích thích của màng tế bào. Dưới ảnh hưởng của tính kích thích điện, 2 loại thụ thể ion được tạo ra:
- bắt đầu hoạt động của các thụ thể phối tử - đối với các kênh phụ thuộc vào hóa chất;
- Tín hiệu điện áp dụng cho các kênh hoạt động bằng điện.
Khi đạt đến mức độ khử cực của màng tế bào tới mức quan trọng, các thụ thể đưa ra tín hiệu rằng tất cả các kênh natri cần được đóng lại và các kênh kali bắt đầu mở.
Bơm Kali Natri
Quá trình truyền xung kích thích đến mọi nơi diễn ra do sự phân cực điện được thực hiện do chuyển động của các ion natri và kali. Chuyển động của các nguyên tố xảy ra trên cơ sở nguyên tắc vận chuyển ion tích cực - 3 Na+vào trong và 2 K+ra ngoài. Cơ chế trao đổi này được gọi là bơm natri-kali.
Khử cực của tế bào cơ tim. Các giai đoạn của nhịp tim
Chu kỳ co bóp của tim cũng liên quan đến sự khử cực điện của các đường dẫn truyền. Tín hiệu co bóp luôn xuất phát từ các tế bào SA nằm trong tâm nhĩ phải và lan truyền theo đường Hiss đến bó Torel và Bachmann đến tâm nhĩ trái. Quá trình bên phải và bên trái của bó Hiss truyền tín hiệu đến tâm thất của tim.
Tế bào thần kinh khử cực nhanh hơn và mang tín hiệu do sự hiện diện của vỏ myelin, nhưng mô cơ cũng dần dần khử cực. Tức là điện tích của chúng chuyển từ âm sang dương. Giai đoạn này của chu kỳ tim được gọi là tâm trương. Tất cả các tế bào ở đây được kết nối với nhau và hoạt động như một phức hợp, vì công việc của trái tim phải được phối hợp nhiều nhất có thể.
Khi mức độ khử cực của các bức tường của tâm thất phải và trái xảy ra, một sự giải phóng năng lượng sẽ được tạo ra - tim co lại. Sau đó, tất cả các tế bào sẽ tái phân cực và chuẩn bị cho một sự co lại khác.
Verigo trầm cảm
Năm 1889, một hiện tượng sinh lý học được mô tả, được gọi là chứng trầm cảm công giáo của Verigo. Mức độ khử cực tới hạn là mức độ khử cực mà tại đó tất cả các kênh natri đã bị bất hoạt, và các kênh kali sẽ hoạt động thay thế. Nếu mức độ dòng điện tăng hơn nữa, thì khả năng hưng phấn của sợi thần kinh sẽ giảm đi đáng kể. Và mức độ khử cực tới hạn dưới tác động của các tác nhân kích thích sẽ vượt ra ngoài quy mô.
Trong thời gian Verigo bị trầm cảm, tốc độ kích thích giảm dần, và cuối cùng, hoàn toàn giảm xuống. Tế bào bắt đầu thích nghi bằng cách thay đổi các tính năng chức năng.
Cơ chế thích ứng
Xảy ra rằng trong một số điều kiện, dòng điện khử cực không chuyển đổi trong một thời gian dài. Đây là đặc điểm của sợi giác. Dòng điện như vậy tăng dần trong thời gian dài trên định mức 50 mV dẫn đến tăng tần số của xung điện tử.
Để đáp lại những tín hiệu như vậy,độ dẫn của màng kali. Các kênh chậm hơn được kích hoạt. Kết quả là, khả năng lặp lại phản ứng của các mô thần kinh phát sinh. Đây được gọi là sự thích ứng của sợi thần kinh.
Khi thích ứng, thay vì một số lượng lớn các tín hiệu ngắn, các tế bào bắt đầu tích tụ và phát ra một tiềm năng mạnh mẽ duy nhất. Và khoảng thời gian giữa hai phản ứng ngày càng tăng.
