Az akciós potenciál (AP) 2.rész Szentandrássy Norbert
Ismétlés Az akciós potenciált küszöböt meghaladó nagyságú depolarizáció váltja ki • Mert a feszültségvezérelt Na+-csatornákat a depolarizáció aktiválja, ami elegendően nagy számú Na+-csatorna megnyitása után beindítja a Hodgkin-ciklust.
Az akciós potenciál kiválthatóságának intenzitás-időtartam görbéje Pontosan a küszöböt meghaladó depolarizáló ingerlés, ami éppen AP-t vált ki.
A Na csatornák megnyílását eredményező küszöbpotenciál eléréséhez a membrán kapacitív elemeit fel kell tölteni. Ehhez ugyanakkora töltésmennyiség szükséges valamennyi időtartam és áramerősség esetén 1
1
x
áramerősség
áramerősség x időtartam = állandó x 3
időtartam
x 2
2
3
Az akciós potenciál veszteség (decrement) nélkül terjed • Mivel az egyik régió akciós potenciálja a környező membrán depolarizációját okozza, ami akciós potenciál kialakulásához vezet a szomszédos membránon (myelin borítással nem rendelkező axonok) vagy a szomszédos befűződéseken (myelinhüvely esetén)
Az akciós potenciálok terjedése Elektrotónusos terjedés a passzív elemeken Gyors, ha az ri kicsi (nagy rostátmérő) rm nagy (velőhüvelyes rostok) A Na csatornák erősítőként viselkednek. A vezetés gyors, ha az erősítésre ritkán van szükség.
Ugrásszerű (szaltatórikus) ingerület terjedés rm nagy (mielin hüvely) ri kicsi (nagy átmérő) → elektrotónus nagy távolságra terjed → alacsony Na-K pumpa
igény
A terjedési sebességet befolyásoló tényezők • A rost vastagsága – Egy adott osztályhoz tartozó (velőshüvelyes vagy anélküli) vastagabb rostok gyorsabban vezetnek, mint ugyanazon csoport vékonyabb axonjai – A jelenség magyarázata, hogy a vastag rostok kisebb longitudinális ellenállással rendelkeznek, mint a vékonyak, így a longitudinális áram kisebb része vész el.
• Myelinizáció – Ugyanolyan vastag axonok esetében a myelinhüvelyes axonok gyorsabban vezetnek, – Mivel a myelinhüvely növeli a transzmembrán ellenállást, így az áram kisebb része szivárog ki a sejtből – A myelinhüvely csökkenti a membrán kapacitását: a membránpotenciál változásai gyorsabban alakulnak ki
• Hőmérséklet – A vezetési sebesség a hőmérséklet csökkentésével lassul
Az akciós potenciálok típusai Regisztrálás módja alapján: 1. Unipoláris Egy adott helyen mérve egy elektród a sejtben a másik referenciaelektród pedig extracellulárisan. 2. Bipoláris Két különböző helyen fekvő sejtfelszíni elektród közötti potenciálkülönbséget mérve.
Regisztrálás módja alapján: 3. Összetett Az ingerléstől kellően távoli helyen mérve egy több rostot tartalmazó idegkötegen. Ismerve az ingerlő és mérőelektróda közötti távolságot meghatározható az egyes axonok vezetési sebessége.
r v= t Eltérő vezetési sebességű rostok kimutatása idegkötegen
Az akciós potenciálok típusai (1. Idegrost AP) Nyugalmi membránpotenciál: -70 mV Időtartam: 1 ms Amplitúdó: 100-110 mV Túllövés: +30-35 mV Utópotenciál:
hiperpolarizáció
Ioncsatornák: gyors, feszültségfüggő TTX érzékeny Nátrium, lassú feszültségfüggő Kálium
2. A vázizom akciós potenciál Nyugalmi membránpotenciál: -90 mV
mV
Jelentős nyugalmi K+ és Cl- konduktancia
40 20 0 -20
Időtartam: 2-3 ms
-40 -60
Amplitúdó: 110-120 mV
-80
Túllövés: +20-30 mV
-100
0
0.5 ms
1.0
0
1
2
3 ms
4
5
Utópotenciál:
depolarizáció
Ioncsatornák: gyors, feszültségfüggő TTX érzékeny Nátrium, lassú feszültségfüggő Kálium
3. A simaizom akciós potenciál, lassú AP Nyugalmi membránpotenciál:
0 -20
(ha van) -50 és -60 mV
-40
Időtartam: leglassabb: 50-300 ms
mV
mV 0 -25
-60
lassú hullámok
Amplitúdó: 60-70 mV
-50 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0
50 100
0
10
ms
idő (s) Aorta
0 mV
20
30
Túllövés: alig van
s
Gyomortest legfelső része
-21
-50 .5 mV .4 Test középső része
Utópotenciál: (depolarizáció)
-51
-30 0
10
20
Mezenterikus
30 -60
-20
artéria
mV
Proximális Antrum
-40
-49 -69
véna portae
20 mV
Kaudális Antrum -28
3.5 P 2.5 0
5
10
s
15
Ioncsatornák: döntően lassú Kalcium,
-71
10 s
lassú feszültségfüggő Kálium oszcilláló háttér Kálium konduktancia (lassú hullám)
4/1. Lassú (kalcium) szívizom AP Lassú AP, (szinusz csomó, AV csomó) AP amplitúdó
ICa,L
IK
APD50
If
APD90
ICa,T
Diasztolés depolarizáció
Túllövés: alig van Maximális diasztolés potenciál
Nyugalmi membránpotenciál: NINCS, de -50-60 mV a maximális diasztolés potenciál, magas háttér PNa Időtartam: 250-350 ms Amplitúdó: 50-60 mV
Utópotenciál: nincs Ioncsatornák: lassú kalcium csatornák (T és L típus), lassú feszültségfüggő Kálium, Nátrium: funny van (If), DE NINCS gyors, feszültségfüggő
4/2. Gyors (nátrium) szívizom AP His köteg, Purkinje sejt, pitvar, kamra Nyugalmi membránpotenciál:
40 mV
1. 0 mV
2.
0.
VAN, -75 és -90 mV között 3.
Jelentős K+ konduktancia (IK1)
50 ms
Időtartam: 250-350 ms 4.
4.
Fázisok: 0. depolarizáció (INa) 1. korai gyors repolarizáció (Ito) 2. plátó (ICa,L, ICl, IK); dóm (ICa,L) 3. késői, végső repolarizáció (IKr, (IKs), IK1) 4. nyugalmi membránpotenciál, diastole (IK1) CSAK Purkinje sejteken: 4. fázisban If, diasztolés depolarizáció lehet
Amplitúdó: 105-130 mV Túllövés: +20-30 mV Utópotenciál: NINCS Plátófázis VAN
Ioncsatornák: lásd a fázisoknál
