potentialul de actiune

Potentialul de actiune

Orice variaţie energetică din mediul înconjurător (mecanică, electrică, termică, chimică etc.) poate constitui un stimul sau un excitant. Acţiunea stimulilor externi asupra membranei celulare determină modificări fizico – chimice, care generează excitaţia.

Aplicarea unui stimul duce la modificarea permeabilităţii membranei celulare la ionii de Na+, iar la ionii de K+ rămâne neschimbată. Astfel, ionii de Na+, care în repaus se aflau în cantitate mare în exteriorul celulei, pătrund prin canalele ionofore din peretele membranei spre interiorul celulei, fenomen denumit depolarizarea membranei celulare.

Postpotentialul negativ (PPN): reprezinta partea finala a repolarizarii se desfasoara lent fata de perioada initiala,

rapida. dureaza cateva milisecunde.se datoreaza excesului de sodiu intracelular.

Acest exces, este mentinut prin permeabilitatea scazuta a membranei pentru acest ion, care nu poate fi compensat de iesirea K+.

Postpotentialul pozitiv (PPP): durata 20 msCauza: Activarea pompei ionice de Na+/K+

care scoate 3 Na+ si introduce 2 K+, urmarea fiind: hiperpolarizarea membranei la exterior si cresterea negativitatii la interior.

PA se supune Legii „tot sau nimic”: stimulii supraliminali produc PA cu aceeasi amplitudine si durata indiferent de intensitatea lor.

Potenţialul de repaus celular reprezintă diferenţa de potenţial între faţa internă şi cea externă a membranei celulare, ca efect al concentraţiilor diferite de ioni şi se calculează pentru fiecare tip de ion cu relaţia lui Nerst:

]mV[]c[

]c[lg6,61V

.cel.intK

.cel.intKK

Potentialele in fibrele cardiace În funţie de tipul de răspuns, există două

tipuri de fibre cardiace:

Fibre cu raspuns lent: Celulele Pacemaker

Fibre cu raspuns rapid: Fibre contractile(atriale si ventriculare)

Reteaua Purkinje

Fazele PA in fibrele cardiace

Faza 0 : Depolarizarea rapida Stimulare⇒ ↑rapid conductanta membranei pentru Na⇒PR se modifica la Pprag(-55mV) ⇒cand se atinge Pprag ⇒↑ ↑influx de NaDepolarizarea foarte rapida (1-2msec) ⇒fibre cu raspuns rapid Blocantele canalelor de Na(tetrodotoxin,anestezice locale) ⇒↓ duratei fazei 0 si scurteaza PA

Faza 1 : Repolarizarea rapida initialaAceasta apare prin inactivarea influxului de Na si activarea efluxului tranzitoriu de K .Membrana se repolarizează rapid şi tranzitoriu până la≈0 mV ⇒“incizura”.Rolul acestei repolarizăr ide scurtă durată:aduce potenţialul la o valoare optimă,în vederea activării canalelor de Ca++.↑influxul de Ca++⇒efect inotroppozitiv(catecolamine, β-agonişti, teofilina)↓influxul de Ca++⇒efect inotropnegativ(acetilcolina, β-blocante,blocanteale canalelor de Ca++).

Faza 2 : Repolarizarea rapidă finalăDatorată celor2 curenţi de K+: Eflux de K+(IKsaudelayed rectifier)-principalul curent de repolarizare.Pmembranar scade de la 0 mV →-90 mV.Influx de K+: rectificator“anomal”.La sfârşitul fazei 3,datorită Δelectrostatic⇒K+ este atras în celulă mai repede decât tinde să treacă afară.

Faza 3 :RepausPrin influxul/efluxul K+⇒se menţine Pr la potenţialul de echilibru al K+.Pr constant(≅-90 mV).Refacerea echilibrului ionic:Pompa Na+/K+funcţionează în continuu ⇒induce hiperpolarizare ⇒menţine Pr Pompa de Ca++ ⇒elimină excesul de Ca++Antiporter-ul Na+/Ca++ cuplat cu pompa Na+/K+.

PA in fibra nervoasaDin conul axonal → ia naştere PA , conducerea impulsului este celulifugă si transport de material citosolic – anterograd si retrogradPOTENŢIALUL DE REPAUS (PR)Membrana neuronala în condiţii de repaus funcţional, are valoarea - 60 mV → - 90 mV cauza → repartiţia neuniformă a ionilor de o parte şi de alta a membr., permeabilitatea selectivă a membr. ( K+ > Na+ ) , prezenţa ATP-azei Na+ / K+

POTENŢIALUL LOCAL se realizează prin stimularea unei zone limitate a membranei celulare si se manifestă prin: depolarizare - influx de ioni de Na+ sau Ca2+ hiperpolarizare - creşterea efluxului de K+, influx de Cl- – caracteristici: sunt gradate - stimuli mai puternici determină o depol. mai mare, se însumează temporo-spaţial si dacă prin însumare ating un nivel critic (prag) → la nivelul conului axonal va fi generat un potenţial de acţiune propagat.

POTENŢIALUL DE ACŢIUNE NEURONAL (PA) reprezintă inversarea rapidă şi complet reversibilă a polarităţii membranei neuronale, care devine electric pozitivă la interior şi electric negativă la exterior, fazele: perioada de latenţă = 0,1 ms depolarizarea - până la +30 mV, influx de Na+→ canale rapide voltaj depend.repolarizarea - revenire la valoarea potenţialului de repaus, sistarea influxului ionilor de Na+, efluxul ionilor de K+ postpotenţialul pozitiv - ATP - aza Na+/K+ , restabilirea echilibrului ionic pe pp

PERIOADELE EXCITABILITĂŢII NEURONULUI Perioada refractară absolută cuprinde faza de depolarizare şi o parte din repolarizare, neuronul nu răspunde la alţi stimuli, importanţă funcţională → fixează un maxim de frecvenţă a impulsului nervos

CONDUCEREA POTENŢIALULUI DE ACŢIUNE ÎN FIBRELE NERVOASE În fibrele nervoase amielinice : depolarizarea unei zone membranare produce activarea canalelor de Na+ adiacente, PA se propagă – secvenţial din aproape în aproape, cu viteză mica În fibrele nervoase mielinice conducerea este saltatorie de la un nod Ranvier la altul (explicaţia - densitatea foarte mare a canalelor de Na+ la nivelul nodurilor Ranvier si teaca de mielină Þ permeab. ↓ a membr. Internodale).Viteza de conducere depinde de:grosimea fibrei nervoase si de distanţa dintre nodurile Ranvier.