Semua aktivitas saraf berhasil berfungsi karena pergantian fase istirahat dan rangsangan. Kegagalan dalam sistem polarisasi mengganggu konduktivitas listrik serat. Tetapi selain serabut saraf, ada jaringan lain yang dapat dirangsang - endokrin dan otot.
Tetapi kami akan mempertimbangkan fitur jaringan konduktif, dan menggunakan contoh proses eksitasi sel organik, kami akan memberi tahu tentang pentingnya tingkat kritis depolarisasi. Fisiologi aktivitas saraf berkaitan erat dengan indikator muatan listrik di dalam dan di luar sel saraf.
Jika satu elektroda dipasang pada kulit terluar akson, dan elektroda lainnya di bagian dalam, maka terdapat beda potensial. Aktivitas listrik jalur saraf didasarkan pada perbedaan ini.
Apa itu potensial istirahat dan potensial aksi?
Semua sel sistem saraf terpolarisasi, yaitu, mereka memiliki muatan listrik yang berbeda di dalam dan di luar membran khusus. Sel saraf selalumembran lipoproteinnya, yang berfungsi sebagai isolator bioelektrik. Berkat membran, potensial istirahat dalam sel dibuat, yang diperlukan untuk aktivasi selanjutnya.
Potensi istirahat dipertahankan oleh transfer ion. Pelepasan ion kalium dan masuknya klorin meningkatkan potensial istirahat membran.
Potensi aksi terakumulasi dalam fase depolarisasi, yaitu kenaikan muatan listrik.
Fase potensial aksi. Fisiologi
Jadi, depolarisasi dalam fisiologi adalah penurunan potensial membran. Depolarisasi adalah dasar munculnya rangsangan, yaitu potensial aksi untuk sel saraf. Ketika tingkat depolarisasi kritis tercapai, tidak ada, bahkan stimulus yang kuat, yang dapat menyebabkan reaksi pada sel saraf. Pada saat yang sama, ada banyak natrium di dalam akson.
Segera setelah tahap ini, fase rangsangan relatif mengikuti. Jawabannya sudah mungkin, tetapi hanya untuk sinyal stimulus yang kuat. Rangsangan relatif perlahan-lahan masuk ke fase peninggian. Apa itu pemuliaan? Ini adalah puncak rangsangan jaringan.
Selama ini saluran aktivasi natrium ditutup. Dan pembukaannya hanya akan terjadi ketika serat saraf dilepaskan. Repolarisasi diperlukan untuk mengembalikan muatan negatif di dalam serat.
Apa yang dimaksud dengan tingkat kritis depolarisasi (CDL)?
Jadi, rangsangan ada dalam fisiologikemampuan sel atau jaringan untuk merespon rangsangan dan menghasilkan beberapa jenis impuls. Seperti yang kita ketahui, sel membutuhkan muatan tertentu - polarisasi - untuk bekerja. Kenaikan muatan dari minus ke plus disebut depolarisasi.
Setelah depolarisasi, selalu ada repolarisasi. Muatan di dalam setelah fase eksitasi harus menjadi negatif lagi agar sel dapat bersiap untuk reaksi berikutnya.
Ketika pembacaan voltmeter ditetapkan pada 80, ini adalah fase istirahat. Itu terjadi setelah akhir repolarisasi, dan jika perangkat menunjukkan nilai positif (lebih besar dari 0), maka fase repolarisasi terbalik mendekati tingkat maksimum - tingkat kritis depolarisasi.
Bagaimana impuls ditransmisikan dari sel saraf ke otot?
Impuls listrik yang muncul selama eksitasi membran ditransmisikan sepanjang serabut saraf dengan kecepatan tinggi. Kecepatan sinyal dijelaskan oleh struktur akson. Akson sebagian diselimuti oleh selubung. Dan di antara area yang bermielin adalah simpul Ranvier.
Berkat susunan serabut saraf ini, muatan positif berganti dengan yang negatif, dan arus depolarisasi merambat hampir bersamaan di sepanjang akson. Sinyal kontraksi mencapai otot dalam sepersekian detik. Indikator seperti tingkat kritis depolarisasi membran berarti tanda di mana potensial aksi puncak tercapai. Setelah kontraksi otot, repolarisasi dimulai di seluruh akson.
Apa yang terjadiselama depolarisasi?
Apa yang dimaksud dengan indikator tingkat kritis depolarisasi? Dalam fisiologi, ini berarti bahwa sel-sel saraf sudah siap untuk bekerja. Fungsi yang benar dari seluruh organ tergantung pada perubahan fase potensial aksi yang normal dan tepat waktu.
Tingkat kritis (CLL) adalah sekitar 40–50 Mv. Pada saat ini, medan listrik di sekitar membran berkurang. Tingkat polarisasi secara langsung tergantung pada berapa banyak saluran natrium sel yang terbuka. Sel saat ini belum siap untuk merespon, tetapi mengumpulkan potensial listrik. Periode ini disebut refraktori absolut. Fase ini hanya berlangsung 0,004 detik di sel saraf, dan di kardiomiosit - 0,004 detik.
Setelah melewati tingkat kritis depolarisasi, eksitabilitas super terjadi. Sel-sel saraf dapat merespons bahkan terhadap aksi stimulus subthreshold, yaitu efek lingkungan yang relatif lemah.
Fungsi saluran natrium dan kalium
Jadi, peserta penting dalam proses depolarisasi dan repolarisasi adalah saluran ion protein. Mari kita cari tahu apa arti konsep ini. Saluran ion adalah makromolekul protein yang terletak di dalam membran plasma. Ketika mereka terbuka, ion anorganik dapat melewatinya. Saluran protein memiliki filter. Hanya natrium yang melewati saluran natrium, hanya elemen ini yang melewati saluran kalium.
Saluran yang dikontrol secara elektrik ini memiliki dua gerbang: satu adalah aktivasi, memiliki kemampuan untuk melewatkan ion, yang laininaktivasi. Pada saat potensial membran istirahat -90 mV, gerbang tertutup, tetapi ketika depolarisasi dimulai, saluran natrium perlahan terbuka. Peningkatan potensi menyebabkan penutupan tajam katup saluran.
Faktor yang mempengaruhi aktivasi saluran adalah eksitabilitas membran sel. Di bawah pengaruh rangsangan listrik, 2 jenis reseptor ion diluncurkan:
- memulai aksi reseptor ligan - untuk saluran chemodependent;
- Sinyal listrik diterapkan untuk saluran yang dioperasikan secara elektrik.
Ketika tingkat kritis depolarisasi membran sel tercapai, reseptor memberikan sinyal bahwa semua saluran natrium harus ditutup, dan saluran kalium mulai terbuka.
Pompa Natrium Kalium
Proses pemindahan impuls eksitasi ke mana-mana terjadi karena polarisasi listrik yang dilakukan karena pergerakan ion natrium dan kalium. Pergerakan unsur terjadi berdasarkan prinsip transpor ion aktif - 3 Na+ ke dalam dan 2 K+ ke luar. Mekanisme pertukaran ini disebut pompa natrium-kalium.
Depolarisasi kardiomiosit. Fase detak jantung
Siklus kontraksi jantung juga berhubungan dengan depolarisasi listrik dari jalur konduksi. Sinyal kontraksi selalu datang dari sel SA yang terletak di atrium kanan dan menyebar sepanjang jalur Hiss ke berkas Torel dan Bachmann ke atrium kiri. Prosesus kanan dan kiri berkas Hiss mengirimkan sinyal ke ventrikel jantung.
Sel saraf mengalami depolarisasi lebih cepat dan membawa sinyal karena adanya selubung mielin, tetapi jaringan otot juga mengalami depolarisasi secara bertahap. Artinya, muatannya berubah dari negatif ke positif. Fase siklus jantung ini disebut diastol. Semua sel di sini saling berhubungan dan bertindak sebagai satu kompleks, karena kerja jantung harus dikoordinasikan semaksimal mungkin.
Ketika tingkat kritis depolarisasi dinding ventrikel kanan dan kiri terjadi, pelepasan energi dihasilkan - jantung berkontraksi. Semua sel kemudian melakukan repolarisasi dan bersiap untuk kontraksi lagi.
Depresi Verigo
Pada tahun 1889, sebuah fenomena dalam fisiologi dijelaskan, yang disebut depresi Katolik Verigo. Tingkat kritis depolarisasi adalah tingkat depolarisasi di mana semua saluran natrium sudah tidak aktif, dan saluran kalium bekerja sebagai gantinya. Jika tingkat arus meningkat lebih banyak lagi, maka rangsangan serat saraf berkurang secara signifikan. Dan tingkat kritis depolarisasi di bawah aksi rangsangan keluar dari skala.
Selama depresi Verigo, kecepatan eksitasi menurun, dan, akhirnya, benar-benar mereda. Sel mulai beradaptasi dengan mengubah fitur fungsional.
Mekanisme adaptasi
Kebetulan dalam beberapa kondisi, arus depolarisasi tidak berubah untuk waktu yang lama. Ini adalah karakteristik serat sensorik. Peningkatan jangka panjang secara bertahap pada arus seperti itu di atas norma 50 mV menyebabkan peningkatan frekuensi pulsa elektronik.
Menanggapi sinyal seperti itu,konduktivitas membran kalium. Saluran yang lebih lambat diaktifkan. Akibatnya, kemampuan jaringan saraf untuk mengulangi respons muncul. Ini disebut adaptasi serabut saraf.
Saat beradaptasi, alih-alih sejumlah besar sinyal pendek, sel-sel mulai menumpuk dan mengeluarkan satu potensi kuat. Dan interval antara dua reaksi meningkat.
