Potencial de acção

Sinônimos

Impulso nervoso, potencial de excitação, pico, onda de excitação, potencial de ação, excitação elétrica

definição

O potencial de ação é uma breve mudança no potencial de membrana de uma célula em relação ao seu potencial de repouso. É usado para transmitir excitação elétrica e, portanto, é elementar para a transmissão de estímulos.

fisiologia

Para entender o potencial de ação, deve-se primeiro olhar para o Potencial de descanso tornar-se ciente de uma célula. Cada célula excitável no estado de repouso tem uma. É criado pelo Diferença no comando entre o interior e o exterior do Membrana celular e depende da altura da respectiva célula. Como regra, os valores variam entre -50 mV e -100 mV. A maioria das células nervosas tem um potencial de repouso de -70 mV, o que significa que no estado de repouso o interior da membrana celular é carregado negativamente em comparação com o exterior da membrana celular. Vamos agora examinar o desenvolvimento de um potencial de ação usando uma célula nervosa. Aqui, os potenciais de ação causam um rápido Condução de excitação no corpo a longas distâncias.

Posicão inicial

A célula tem um potencial de membrana em repouso, que é mantido pela bomba de sódio-potássio.

Fase de iniciação

Uma excitação, desencadeada por um estímulo, atinge a célula. O interior da célula torna-se mais positivo devido ao influxo de íons de sódio. Se um determinado valor limite for excedido (no caso de células nervosas, aproximadamente - 50mV), um potencial de ação é acionado. Isso funciona de acordo com o “princípio tudo ou nada”. Isso significa que não existe “um pequeno potencial de ação”, ou surge ou não. A forma do potencial de ação é sempre uniforme depois que o valor do limite é excedido, independentemente da força do estímulo.

Despolarização

Se o valor limite for excedido, muitos canais de sódio na membrana celular se abrem de uma só vez e muitos íons de sódio fluem de fora para o interior da célula de uma só vez. A célula torna-se positiva dentro de até aproximadamente +20 a + 30 mV. Este evento também é conhecido como "spread" ou "overshoot".

Repolarização

Depois que o máximo de propagação é alcançado, os canais de sódio começam a se fechar novamente. Para isso, os canais de potássio se abrem, com os quais íons de potássio carregados positivamente fluem para fora da célula e o interior da célula torna-se novamente negativo.

Hiperpolarização

Como resultado da repolarização, o potencial de repouso geralmente não é atingido no início e pode atingir valores de até - 90 mV, por exemplo, no caso de uma célula nervosa com um potencial de repouso de -70 mV. Isso também é chamado de pós-potencial de hiperpolarização. Decorre do fato de que os canais de potássio fecham mais lentamente e, portanto, íons de potássio carregados de forma mais positiva fluem para fora da célula.

A proporção original é então restaurada pela bomba de sódio-potássio, que usa energia para transportar três íons de sódio para fora da célula e, em retorno, dois íons de potássio para dentro da célula.

A chamada fase refratária também é importante para o potencial de ação. Decorre do fato dos canais de sódio permanecerem inativos por um curto período de tempo após o acionamento do potencial de ação. Assim, nenhum potencial de ação adicional pode ser acionado durante o "período refratário absoluto" e um potencial de ação adicional só pode ser acionado em uma extensão limitada durante o "período refratário relativo".

Um potencial de ação dura cerca de 1-2 milissegundos nas células nervosas. Em uma célula do músculo cardíaco, pode até ter várias centenas de milissegundos.

Potencial de ação no coração

A base da estimulação elétrica no coração é o chamado potencial de ação.Representa a mudança biologicamente limitada no tempo em uma voltagem elétrica através da membrana celular, que termina em uma ação muscular, neste caso, o batimento cardíaco. Com uma duração de cerca de 200 a 400 milissegundos, dependendo da respectiva frequência cardíaca, ou seja, o número de batimentos cardíacos por minuto, ou seja, Potencial de ação no coração por mais tempo do que a de um músculo esquelético ou célula nervosa. Isso protege o coração da superexcitação.

Partindo de um certo potencial de repouso, uma voltagem básica de cerca de menos 90 milivolts, que é aplicada às membranas das células, o potencial de ação percorre o coração quatro fases da formação da excitação. Diferentes canais de íons trabalham juntos para alterar a voltagem elétrica do lado de fora das células. Estas são principalmente proteínas de transporte que estão localizadas na pele das células e transportam várias partículas carregadas muito pequenas através de sua membrana. Isso fará com que o voltagem elétrica na célula muda e assim formou o potencial de ação no coração.

No primeira fase, o assim chamado Fase de despolarização, a capacidade de transportar partículas de sódio carregadas positivamente aumenta. Estes agora fluem para o interior das células e levam a um Aumento da tensão de cerca de menos 90 milivolts a mais 30 milivolts.

Ao deslocar a carga elétrica para a faixa positiva, eles se tornam específicos Canais de cálcio no coração abrir. Então se trata de um Influxo de partículas de cálcio nas células do coração. Esses segunda fase representa o duradouro típico do coração Fase platô É aqui que a excitação é transportada e evita, entre outras coisas, a entrada de potenciais de ação supérfluos adicionais. Ele garante a capacidade de bombeamento controlada do coração e protege contra arritmias cardíacas.

No terceira fase, a Fase de repolarização, a voltagem elétrica retorna lentamente na direção do potencial de repouso de menos 90 milivolts. Devido a um processo consumidor de energia, ao contrário do gradiente de concentração acima da célula, o influxo torna-se ativo Partículas de sódio de volta para fora e emanado Partes de potássio de volta para a célula transportado. E isso até que o potencial de repouso original se estabilize novamente. A célula agora está pronta para um novo potencial de ação.

Potencial de ação no nó sinusal

A origem da excitação do potencial de ação no coração encontra-se na chamada Nó sinusal. Isto está localizado na orelha direita próximo à confluência da veia cava superior, que transporta o sangue da circulação sistêmica superior para o coração.

O nó sinusal consiste em células musculares modificadasque criam os potenciais de ação necessários para a excitação. Eles, portanto, formam o natural Marcapasso do nosso coração. Estas são células rapidamente excitáveis ​​com uma frequência natural de cerca de 60 a 80 batimentos por minuto. Essa frequência natural pode ser registrada na forma de pulso.

A partir daí, o potencial de ação resultante segue seu curso por meio de certas estruturas anatômicas para levar a uma contração, um batimento cardíaco, nos músculos em atividade do coração. O número de batidas por minuto pode ser adaptado à carga da pessoa. O Simpático, um sistema nervoso autônomo que é especialmente importante ao aumentar fardo é ativado, leva a um aumento nos potenciais de ação entrantes.
Será o contrário, o assim chamado Sistema nervoso parassimpático ativado, especialmente em Períodos de descanso do corpo desempenha um papel, o número de potenciais de ação em relação ao coração é estrangulado. O batimento cardíaco fica mais lento. Também Medicamento e o próprio corpo Hormônios, como a adrenalina, afetam este sistema.