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.