ყველა ნერვული აქტივობა წარმატებით ფუნქციონირებს დასვენებისა და აგზნებადობის ფაზების მონაცვლეობის გამო. პოლარიზაციის სისტემაში ჩავარდნები არღვევს ბოჭკოების ელექტროგამტარობას. მაგრამ ნერვული ბოჭკოების გარდა, არსებობს სხვა აგზნებადი ქსოვილები - ენდოკრინული და კუნთები.
მაგრამ ჩვენ განვიხილავთ გამტარ ქსოვილების თავისებურებებს და ორგანული უჯრედების აგზნების პროცესის მაგალითზე ვისაუბრებთ დეპოლარიზაციის კრიტიკული დონის მნიშვნელობაზე. ნერვული აქტივობის ფიზიოლოგია მჭიდროდ არის დაკავშირებული ელექტრული მუხტის ინდიკატორებთან ნერვული უჯრედის შიგნით და გარეთ.
თუ ერთი ელექტროდი მიმაგრებულია აქსონის გარე გარსზე, ხოლო მეორე მის შიდა ნაწილზე, მაშინ არსებობს პოტენციური სხვაობა. ნერვული გზების ელექტრული აქტივობა ემყარება ამ განსხვავებას.
რა არის დასვენების პოტენციალი და მოქმედების პოტენციალი?
ნერვული სისტემის ყველა უჯრედი პოლარიზებულია, ანუ მათ აქვთ განსხვავებული ელექტრული მუხტი სპეციალური მემბრანის შიგნით და გარეთ. ნერვული უჯრედი ყოველთვის არისმისი ლიპოპროტეინული მემბრანა, რომელსაც აქვს ბიოელექტრული იზოლატორის ფუნქცია. მემბრანების წყალობით უჯრედში იქმნება მოსვენების პოტენციალი, რომელიც აუცილებელია შემდგომი აქტივაციისთვის.
მოსვენების პოტენციალი შენარჩუნებულია იონების გადაცემით. კალიუმის იონების გამოყოფა და ქლორის შეყვანა ზრდის მემბრანის დასვენების პოტენციალს.
მოქმედების პოტენციალი გროვდება დეპოლარიზაციის, ანუ ელექტრული მუხტის აწევის ფაზაში.
მოქმედების პოტენციალის
ფაზები. ფიზიოლოგია
ასე რომ, დეპოლარიზაცია ფიზიოლოგიაში არის მემბრანის პოტენციალის შემცირება. დეპოლარიზაცია არის აგზნებადობის გაჩენის საფუძველი, ანუ ნერვული უჯრედის მოქმედების პოტენციალი. როდესაც დეპოლარიზაციის კრიტიკული დონე მიიღწევა, არა, თუნდაც ძლიერ სტიმულს არ შეუძლია გამოიწვიოს ნერვული უჯრედებში რეაქციები. ამავდროულად, აქსონის შიგნით არის ბევრი ნატრიუმი.
ამ ეტაპის შემდეგ დაუყოვნებლივ მოდის შედარებით აგზნებადობის ფაზა. პასუხი უკვე შესაძლებელია, მაგრამ მხოლოდ ძლიერი სტიმულის სიგნალზე. შედარებითი აგზნებადობა ნელ-ნელა გადადის ეგზალტაციის ფაზაში. რა არის ეგზალტაცია? ეს არის ქსოვილის აგზნებადობის პიკი.
მთელი ამ დროის განმავლობაში ნატრიუმის აქტივაციის არხები დახურულია. და მათი გახსნა მოხდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ნერვული ბოჭკო გამოიყოფა. ბოჭკოს შიგნით უარყოფითი მუხტის აღსადგენად საჭიროა რეპოლარიზაცია.
რას ნიშნავს დეპოლარიზაციის კრიტიკული დონე (CDL)?
ასე რომ, აგზნებადობა ფიზიოლოგიაშიაუჯრედის ან ქსოვილის უნარი, რეაგირება მოახდინოს სტიმულზე და წარმოქმნას რაიმე სახის იმპულსი. როგორც გავარკვიეთ, უჯრედებს მუშაობისთვის სჭირდება გარკვეული მუხტი – პოლარიზაცია. მუხტის მატებას მინუსიდან პლუსზე ეწოდება დეპოლარიზაცია.
დეპოლარიზაციის შემდეგ ყოველთვის ხდება რეპოლარიზაცია. აგზნების ფაზის შემდეგ შიგნით არსებული მუხტი კვლავ უარყოფითი უნდა გახდეს, რათა უჯრედმა მომზადდეს შემდეგი რეაქციისთვის.
როდესაც ვოლტმეტრის ჩვენებები ფიქსირდება 80-ზე, ეს არის დასვენების ფაზა. ეს ხდება რეპოლარიზაციის დასრულების შემდეგ და თუ მოწყობილობა აჩვენებს დადებით მნიშვნელობას (0-ზე მეტი), მაშინ საპირისპირო რეპოლარიზაციის ფაზა უახლოვდება მაქსიმალურ დონეს - დეპოლარიზაციის კრიტიკულ დონეს.
როგორ გადაეცემა იმპულსები ნერვული უჯრედებიდან კუნთებში?
ელექტრული იმპულსები, რომლებიც წარმოიქმნება მემბრანის აგზნების დროს, გადაეცემა ნერვული ბოჭკოების გასწვრივ დიდი სიჩქარით. სიგნალის სიჩქარე აიხსნება აქსონის სტრუქტურით. აქსონი ნაწილობრივ დაფარულია გარსით. ხოლო მიელინურ უბნებს შორის არის რანვიერის კვანძები.
ნერვული ბოჭკოს ამ განლაგების წყალობით დადებითი მუხტი ენაცვლება უარყოფითს და დეპოლარიზაციის დენი თითქმის ერთდროულად ვრცელდება აქსონის მთელ სიგრძეზე. შეკუმშვის სიგნალი კუნთში აღწევს წამის ფრაქციაში. ისეთი ინდიკატორი, როგორიცაა მემბრანის დეპოლარიზაციის კრიტიკული დონე, ნიშნავს ნიშანს, რომელზედაც მიიღწევა პიკური მოქმედების პოტენციალი. კუნთების შეკუმშვის შემდეგ, რეპოლარიზაცია იწყება მთელი აქსონის გასწვრივ.
რა ხდებადეპოლარიზაციის დროს?
რას ნიშნავს დეპოლარიზაციის კრიტიკული დონე? ფიზიოლოგიაში ეს ნიშნავს, რომ ნერვული უჯრედები უკვე მზად არიან სამუშაოდ. მთელი ორგანოს სწორი ფუნქციონირება დამოკიდებულია მოქმედების პოტენციალის ფაზების ნორმალურ, დროულ ცვლილებაზე.
კრიტიკული დონე (CLL) არის დაახლოებით 40–50 Mv. ამ დროს მემბრანის ირგვლივ ელექტრული ველი მცირდება. პოლარიზაციის ხარისხი პირდაპირ დამოკიდებულია უჯრედის რამდენი ნატრიუმის არხია ღია. უჯრედი ამ დროს ჯერ არ არის მზად საპასუხოდ, მაგრამ აგროვებს ელექტრულ პოტენციალს. ამ პერიოდს აბსოლუტურ რეფრაქტერობას უწოდებენ. ფაზა ნერვულ უჯრედებში გრძელდება მხოლოდ 0,004 წმ, ხოლო კარდიომიოციტებში - 0,004 წმ.
დეპოლარიზაციის კრიტიკული დონის გავლის შემდეგ ჩნდება სუპერ აგზნებადობა. ნერვულ უჯრედებს შეუძლიათ რეაგირება ქვეზღვრული სტიმულის მოქმედებაზეც კი, ანუ გარემოს შედარებით სუსტ ეფექტზე.
ნატრიუმის და კალიუმის არხების ფუნქციები
ასე რომ, დეპოლარიზაციისა და რეპოლარიზაციის პროცესებში მნიშვნელოვანი მონაწილეა ცილის იონური არხი. მოდით გავარკვიოთ რას ნიშნავს ეს კონცეფცია. იონის არხები არის ცილის მაკრომოლეკულები, რომლებიც მდებარეობს პლაზმური მემბრანის შიგნით. როდესაც ისინი ღიაა, არაორგანული იონები შეიძლება გაიარონ მათში. პროტეინის არხებს აქვს ფილტრი. მხოლოდ ნატრიუმი გადის ნატრიუმის სადინარში, მხოლოდ ეს ელემენტი გადის კალიუმის სადინარში.
ამ ელექტრული კონტროლირებად არხებს აქვს ორი კარიბჭე: ერთი არის გააქტიურება, აქვს იონების გადაცემის უნარი, მეორეინაქტივაცია. იმ დროს, როდესაც დასვენების მემბრანის პოტენციალი არის -90 მვ, კარიბჭე იკეტება, მაგრამ როდესაც დეპოლარიზაცია იწყება, ნატრიუმის არხები ნელ-ნელა იხსნება. პოტენციალის ზრდა იწვევს სადინარში სარქველების მკვეთრ დახურვას.
ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს არხების გააქტიურებაზე, არის უჯრედის მემბრანის აგზნებადობა. ელექტრული აგზნებადობის გავლენით იხსნება 2 ტიპის იონის რეცეპტორები:
- იწყებს ლიგანდის რეცეპტორების მოქმედებას - ქიმიოდამოკიდებული არხებისთვის;
- ელექტრული სიგნალი გამოიყენება ელექტრონულ არხებზე.
როდესაც უჯრედის მემბრანის დეპოლარიზაციის კრიტიკული დონე მიიღწევა, რეცეპტორები აძლევენ სიგნალს, რომ ყველა ნატრიუმის არხი უნდა დაიხუროს და კალიუმის არხი იწყებს გახსნას.
ნატრიუმის კალიუმის ტუმბო
აგზნების იმპულსის ყველგან გადაცემის პროცესები მიმდინარეობს ნატრიუმის და კალიუმის იონების მოძრაობის შედეგად განხორციელებული ელექტრული პოლარიზაციის გამო. ელემენტების მოძრაობა ხდება იონის აქტიური ტრანსპორტის პრინციპის საფუძველზე - 3 Na+ შიგნით და 2 K+ გარეთ. ამ გაცვლის მექანიზმს ეწოდება ნატრიუმ-კალიუმის ტუმბო.
კარდიომიოციტების დეპოლარიზაცია. გულისცემის ფაზები
გულის შეკუმშვის ციკლები ასევე დაკავშირებულია გამტარობის გზების ელექტრო დეპოლარიზაციასთან. შეკუმშვის სიგნალი ყოველთვის მოდის მარჯვენა ატრიუმში მდებარე SA უჯრედებიდან და ვრცელდება ჰისის გზების გასწვრივ ტორელისა და ბახმანის შეკვრამდე მარცხენა წინაგულში. Hiss-ის შეკვრის მარჯვენა და მარცხენა პროცესები გადასცემს სიგნალს გულის პარკუჭებზე.
ნერვული უჯრედები უფრო სწრაფად დეპოლარიზდება და ატარებენ სიგნალს მიელინის გარსის არსებობის გამო, მაგრამ კუნთოვანი ქსოვილიც თანდათან დეპოლარიზდება. ანუ მათი მუხტი იცვლება უარყოფითიდან დადებითზე. გულის ციკლის ამ ფაზას დიასტოლა ეწოდება. აქ ყველა უჯრედი ურთიერთდაკავშირებულია და მოქმედებს როგორც ერთი კომპლექსი, ვინაიდან გულის მუშაობა მაქსიმალურად უნდა იყოს კოორდინირებული.
როდესაც ხდება მარჯვენა და მარცხენა პარკუჭის კედლების დეპოლარიზაციის კრიტიკული დონე, წარმოიქმნება ენერგიის გამოყოფა - გული იკუმშება. შემდეგ ყველა უჯრედი რეპოლარიზდება და ემზადება სხვა შეკუმშვისთვის.
დეპრესიული ვერიგო
1889 წელს აღწერეს ფიზიოლოგიაში ფენომენი, რომელსაც ვერიგოს კათოლიკური დეპრესია ჰქვია. დეპოლარიზაციის კრიტიკული დონე არის დეპოლარიზაციის დონე, რომლის დროსაც ნატრიუმის ყველა არხი უკვე ინაქტივირებულია და მის ნაცვლად მუშაობს კალიუმის არხი. თუ დენის ხარისხი კიდევ უფრო იზრდება, მაშინ ნერვული ბოჭკოს აგზნებადობა მნიშვნელოვნად მცირდება. და დეპოლარიზაციის კრიტიკული დონე სტიმულის მოქმედებით მიდის მასშტაბიდან.
ვერიგოს დეპრესიის დროს აგზნების სიჩქარე მცირდება და, საბოლოოდ, მთლიანად იკლებს. უჯრედი იწყებს ადაპტაციას ფუნქციური მახასიათებლების შეცვლით.
ადაპტაციის მექანიზმი
ეს ხდება, რომ ზოგიერთ პირობებში, დეპოლარიზაციის დენი დიდი ხნის განმავლობაში არ იცვლება. ეს დამახასიათებელია სენსორული ბოჭკოებისთვის. ასეთი დენის თანდათანობითი გრძელვადიანი მატება 50 მვ ნორმის ზემოთ, იწვევს ელექტრონული იმპულსების სიხშირის ზრდას.
ასეთი სიგნალების საპასუხოდ,კალიუმის მემბრანის გამტარობა. ნელი არხები გააქტიურებულია. შედეგად ჩნდება ნერვული ქსოვილის უნარი, განმეორდეს პასუხები. ამას ნერვული ბოჭკოების ადაპტაცია ჰქვია.
ადაპტაციისას, დიდი რაოდენობის მოკლე სიგნალების ნაცვლად, უჯრედები იწყებენ დაგროვებას და გამოყოფენ ერთ ძლიერ პოტენციალს. და ორ რეაქციას შორის ინტერვალები იზრდება.
