Toute activité nerveuse fonctionne avec succès grâce à l' alternance de phases de repos et d'excitabilité. Les défaillances du système de polarisation perturbent la conductivité électrique des fibres. Mais en plus des fibres nerveuses, il existe d'autres tissus excitables - endocriniens et musculaires.
Mais nous examinerons les caractéristiques des tissus conducteurs, et en utilisant l'exemple du processus d'excitation des cellules organiques, nous parlerons de l'importance du niveau critique de dépolarisation. La physiologie de l'activité nerveuse est étroitement liée aux indicateurs de charge électrique à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule nerveuse.
Si une électrode est attachée à l'enveloppe externe de l'axone et l'autre à sa partie interne, il y a alors une différence de potentiel. L'activité électrique des voies nerveuses est basée sur cette différence.
Qu'est-ce que le potentiel de repos et le potentiel d'action ?
Toutes les cellules du système nerveux sont polarisées, c'est-à-dire qu'elles ont une charge électrique différente à l'intérieur et à l'extérieur d'une membrane spéciale. La cellule nerveuse est toujourssa membrane lipoprotéique, qui a la fonction d'isolant bioélectrique. Grâce aux membranes, le potentiel de repos dans la cellule est créé, ce qui est nécessaire pour l'activation ultérieure.
Le potentiel de repos est maintenu par le transfert d'ions. La libération d'ions potassium et l'entrée de chlore augmentent le potentiel de repos de la membrane.
Le potentiel d'action s'accumule dans la phase de dépolarisation, c'est-à-dire la montée d'une charge électrique.
Phases du potentiel d'action. Physiologie
Ainsi, la dépolarisation en physiologie est une diminution du potentiel de membrane. La dépolarisation est à la base de l'émergence de l'excitabilité, c'est-à-dire du potentiel d'action d'une cellule nerveuse. Lorsqu'un niveau critique de dépolarisation est atteint, aucun stimulus, même fort, n'est capable de provoquer des réactions dans les cellules nerveuses. En même temps, il y a beaucoup de sodium dans l'axone.
Immédiatement après cette étape, la phase d'excitabilité relative suit. La réponse est déjà possible, mais seulement à un fort signal de relance. L'excitabilité relative passe lentement à la phase d'ex altation. Qu'est-ce que l'ex altation ? C'est le pic d'excitabilité des tissus.
Pendant tout ce temps, les canaux d'activation du sodium sont fermés. Et leur ouverture ne se produira que lorsque la fibre nerveuse sera déchargée. La repolarisation est nécessaire pour restaurer la charge négative à l'intérieur de la fibre.
Que signifie le niveau critique de dépolarisation (CDL) ?
Donc, l'excitabilité est en physiologiela capacité d'une cellule ou d'un tissu à répondre à un stimulus et à générer une sorte d'impulsion. Comme nous l'avons découvert, les cellules ont besoin d'une certaine charge - la polarisation - pour fonctionner. L'augmentation de la charge de moins à plus s'appelle la dépolarisation.
Après dépolarisation, il y a toujours repolarisation. La charge à l'intérieur après la phase d'excitation doit redevenir négative pour que la cellule puisse se préparer à la réaction suivante.
Lorsque les lectures du voltmètre sont fixées à 80, c'est la phase de repos. Cela se produit après la fin de la repolarisation, et si l'appareil affiche une valeur positive (supérieure à 0), alors la phase de repolarisation inverse approche du niveau maximum - le niveau critique de dépolarisation.
Comment les impulsions sont-elles transmises des cellules nerveuses aux muscles ?
Les impulsions électriques apparues lors de l'excitation de la membrane sont transmises le long des fibres nerveuses à grande vitesse. La vitesse du signal s'explique par la structure de l'axone. L'axone est partiellement enveloppé par une gaine. Et entre les zones myélinisées se trouvent des nœuds de Ranvier.
Grâce à cette disposition de la fibre nerveuse, la charge positive alterne avec la charge négative, et le courant de dépolarisation se propage presque simultanément sur toute la longueur de l'axone. Le signal de contraction atteint le muscle en une fraction de seconde. Un indicateur tel que le niveau critique de dépolarisation membranaire signifie la marque à laquelle le potentiel d'action maximal est atteint. Après la contraction musculaire, la repolarisation commence le long de tout l'axone.
Qu'est-ce qui se passependant la dépolarisation ?
Que signifie un indicateur tel qu'un niveau critique de dépolarisation ? En physiologie, cela signifie que les cellules nerveuses sont déjà prêtes à fonctionner. Le bon fonctionnement de l'ensemble de l'organe dépend du changement normal et opportun des phases du potentiel d'action.
Le niveau critique (CLL) est d'environ 40 à 50 Mv. A ce moment, le champ électrique autour de la membrane diminue. Le degré de polarisation dépend directement du nombre de canaux sodiques de la cellule qui sont ouverts. La cellule à ce moment n'est pas encore prête pour une réponse, mais recueille un potentiel électrique. Cette période est appelée réfractaire absolue. La phase ne dure que 0,004 s dans les cellules nerveuses et dans les cardiomyocytes - 0,004 s.
Après avoir passé un niveau critique de dépolarisation, la super-excitabilité s'installe. Les cellules nerveuses peuvent répondre même à l'action d'un stimulus inférieur au seuil, c'est-à-dire à un effet relativement faible de l'environnement.
Fonctions des canaux sodiques et potassiques
Donc, un participant important dans les processus de dépolarisation et de repolarisation est le canal ionique de la protéine. Voyons ce que signifie ce concept. Les canaux ioniques sont des macromolécules protéiques situées à l'intérieur de la membrane plasmique. Lorsqu'ils sont ouverts, des ions inorganiques peuvent les traverser. Les canaux protéiques ont un filtre. Seul le sodium passe par le canal sodium, seul cet élément passe par le canal potassium.
Ces canaux contrôlés électriquement ont deux portes: l'une est l'activation, a la capacité de transmettre des ions, l'autreinactivation. À un moment où le potentiel de membrane au repos est de -90 mV, la porte est fermée, mais lorsque la dépolarisation commence, les canaux sodiques s'ouvrent lentement. Une augmentation de potentiel entraîne une fermeture brutale des vannes de conduit.
Le facteur qui affecte l'activation des canaux est l'excitabilité de la membrane cellulaire. Sous l'influence de l'excitabilité électrique, 2 types de récepteurs ioniques sont lancés:
- démarre l'action des récepteurs de ligand - pour les canaux chimiodépendants;
- Signal électrique appliqué pour les canaux à commande électrique.
Lorsqu'un niveau critique de dépolarisation de la membrane cellulaire est atteint, les récepteurs signalent que tous les canaux sodiques doivent être fermés et les canaux potassiques commencent à s'ouvrir.
Pompe Sodium Potassium
Les processus de transfert de l'impulsion d'excitation se produisent partout en raison de la polarisation électrique réalisée en raison du mouvement des ions sodium et potassium. Le mouvement des éléments se produit sur la base du principe du transport actif des ions - 3 Na+ vers l'intérieur et 2 K+ vers l'extérieur. Ce mécanisme d'échange s'appelle la pompe sodium-potassium.
Dépolarisation des cardiomyocytes. Phases du rythme cardiaque
Les cycles de contraction cardiaque sont également associés à la dépolarisation électrique des voies de conduction. Le signal de contraction provient toujours des cellules SA situées dans l'oreillette droite et se propage le long des voies de Hiss vers les faisceaux de Torel et Bachmann vers l'oreillette gauche. Les processus droit et gauche du faisceau de Hiss transmettent le signal aux ventricules du cœur.
Les cellules nerveuses se dépolarisent plus rapidement et transmettent le signal en raison de la présence de la gaine de myéline, mais le tissu musculaire se dépolarise également progressivement. C'est-à-dire que leur charge passe du négatif au positif. Cette phase du cycle cardiaque est appelée diastole. Toutes les cellules ici sont interconnectées et agissent comme un seul complexe, car le travail du cœur doit être coordonné autant que possible.
Lorsqu'un niveau critique de dépolarisation des parois des ventricules droit et gauche se produit, une libération d'énergie est générée - le cœur se contracte. Toutes les cellules se repolarisent alors et se préparent à une autre contraction.
Dépression Verigo
En 1889, un phénomène en physiologie a été décrit, qui s'appelle la dépression catholique de Verigo. Le niveau critique de dépolarisation est le niveau de dépolarisation auquel tous les canaux sodiques sont déjà inactivés et les canaux potassiques fonctionnent à la place. Si le degré de courant augmente encore plus, l'excitabilité de la fibre nerveuse est considérablement réduite. Et le niveau critique de dépolarisation sous l'action des stimuli sort de l'échelle.
Pendant la dépression de Verigo, la vitesse d'excitation diminue, et, finalement, s'apaise complètement. La cellule commence à s'adapter en modifiant ses caractéristiques fonctionnelles.
Mécanisme d'adaptation
Il arrive que dans certaines conditions, le courant dépolarisant ne commute pas pendant longtemps. Ceci est caractéristique des fibres sensorielles. Une augmentation progressive à long terme d'un tel courant au-dessus de la norme de 50 mV entraîne une augmentation de la fréquence des impulsions électroniques.
En réponse à de tels signaux, leconductivité de la membrane potassique. Les canaux plus lents sont activés. En conséquence, la capacité du tissu nerveux à répéter les réponses apparaît. C'est ce qu'on appelle l'adaptation des fibres nerveuses.
Lors de l'adaptation, au lieu d'un grand nombre de signaux courts, les cellules commencent à s'accumuler et à dégager un seul potentiel fort. Et les intervalles entre deux réactions augmentent.
