Transcript akční potenciál

Vzrušivá membrána
Vlastnost nervových buněk  měnit rychle membránové napětí.
Tok iontů změní napětí přes membránu – membránový potenciál.
Změnami membránového potenciálu neuronu vznikají
nervové impulsy!
Membránový potenciál vzrušivé buňky v klidovém stavu se označuje
jako klidový potenciál.
Klidový
membránový
potenciál
Akční
potenciál
Na jeho změnách je založena komunikace
mezi vzrušivými buňkami.
Bez KMP by nevznikl AP.
Stupňované potenciály I
Změna membránového potenciálu je elektrická událost v místě působení
podnětu.
Některé podněty způsobují hyperpolarizaci a jiné depolarizaci.


Působením podnětu dochází k
otvírání K+ kanálů  K+ unikají z
buňky  zvyšuje se záporná
hodnota napětí uvnitř buňky.
je zvýšení napětí na membráně,
tzn. že dochází k posunu
intracelulárního napětí do
zápornějších hodnot než má
klidový membránový potenciál


Působením podnětu dochází k
otvírání Na+ kanálů  Na+ proudí
do buňky  snižuje se záporná
hodnota napětí uvnitř buňky.
je snížení napětí na membráně,
tzn. že dochází k posunu
intracelulárního napětí do
kladnějších hodnot než má klidový
membránový potenciál
Stupňované potenciály = velikost změny (hyperpolarizace, depolarizace) závisí na síle
podnětu.Silnější podnět otevře více kanálů → větší propustnost membrány →
větší změna membránového potenciálu.
Stupňované potenciály I
1.
-70 mV
klidový membránový potenciál (KMP)
otevření Na+ kanálů
2.
-60 mV Snížení záporné
hodnoty napětí
uvnitř buňky
3.
KMP
depolarizace
KMP
hyperpolarizace
Zvýšení záporné
-80 mV hodnoty napětí
uvnitř buňky
otevření K+ kanálů
Elektricky řízené kanály
a membránový potenciál
Elektricky řízené kanály mají speciální proteinovou doménu, která je mimořádně citlivá
na změny elektrického membránového potenciálu.
Elektrické změny nad prahem citlivosti způsobí otevření kanálu
Na+
Na+
Na+
Na+
Otevřený kanál umožní rychlý průtok iontů
membránou.
Tok iontů je zaznamenán jako elektrický proud,
který náhlé změní polaritu membrány.
Tento elektrický signál na membráně neuronů je
nazýván nervový impulz nebo
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
+++
+++
+- +-
- +- +
akční potenciál [AP]
 AP vzniká v axonu
 AP umožňuje rychlý přenos nervového signálu mezi
vzdálenějšími místy.
Změna
membránového
potenciálu
AKČNÍ POTENCIÁL – depolarizace stylem
„všechno nebo nic“
práh = napěťový práh
KMP (-70 mV)
-50 mV
Podnět způsobí depolarizaci,
která dosáhne prahové
hodnoty (napěťový práh) →
akční potenciál (AP).
depolarizace
Akční potenciál je rychlý překmit napětí do kladných hodnot a návrat zpět.
Pro akční potenciál je typický strmý vzestup a následný pokles hodnot potenciálu.
Akční potenciál je nestupňovaná reakce, tzn. že velikost AP nezávisí na síle
depolarizačního podnětu, ale k jeho spuštění je nutno dosáhnout prahové
hodnoty potenciálu.
Práh = napěťový práh = prahové napětí dosahuje hodnoty -50 až -55 mV,
to je o 15 až 20 mV kladnější hodnota než je hodnota KMP.
Membránový potenciál
(mV)
depolarizace
repolarizace
hyperpolarizace
čas
klidový potenciál
práh
Akční potenciál
AKČNÍ POTENCIÁL axonu je nervový impulz
Princip: membránový potenciál prochází ustáleným sledem změn.
Polarita membrány se náhle obrátí → vnitřek buňky získá vzhledem k okolí kladný
náboj. Po této změně se membránový potenciál vrátí do klidového stavu.
+
+
+
+
-
-
-
-
+
+
+
+
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
+
+
+
+
-
-
-
-
Akční potenciál vzniká díky tomu, že plazmatická membrána axonu má napětím
řízené iontové kanály.
Klidový membránový potenciál
zavřený
aktivovatelný
Na+ kanál
uzavřený
K+ kanál
Prahové napětí – podnět otevře
některé Na+ kanály.Pokud vtok
Na+dosáhne prahových hodnot,
otevřou se aktivační brány pro
Na+ a způsobí tak AP.
Depolarizace
otevřený
Na+ kanál
uzavřený
K+ kanál
Aktivační brány sodíkových iontů
jsou otevřeny. Sodné ionty difundují
do buňky a vnitřek buňky tak získává
kladnější náboj.
Repolarizace
inaktivovaný
Na+ kanál
otevřený
K+ kanál
Inaktivační brány uzavřou sodíkové
kanály a draslíkové kanály se otevřou.
K+ ionty opouštějí buňku a ztráta
kladného náboje způsobí, že vnitřek
buňky získá zápornější náboj než okolí.
Hyperpolarizace
zavřený
aktivovatelný
Na+ kanál
otevřený
K+ kanál
Na+ kanály jsou uzavřeny, ale K+ kanály
jsou ještě stále otevřeny, protože jejich
relativně pomalé brány neměly dosud
dostatek času zareagovat na repolarizaci
membrány. Za 1-2 ms je obnoven klidový
stav a celý systém je připraven na
další podnět.
A-13
Akční potenciál vzniká vtokem sodných iontů membránou neuronu
práh
Výlevem draselných iontů vně neuronu dochází k repolarizaci
Šíření AP
Na+
K+
K+
Na+
1
+- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +
+- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +++-
++-
++-
++-
++-
++-
++-
++-
++-
++
++
++-
++-
++-
++-
++-
++-
++-
++-
++-
Šíření AP
2
Na+
K+
Na+
K+
+- +- +- +- +
- +- +- +- +- +- +
- +- +- +- +- +- +
- +- +- -+
+- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- ++- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- ++- +- +- +- +- +- +- +- +- +
- +
- +- +- +- +- +- +- +- +
- -+
Vedení AP nemyelizovaným axonem
průřez axonem
+- +- +- ++- +- ++- ++- ++- ++- ++- +
-+ +- +
-+ ++- ++- +- +- +- +
-+ ++- +- +- +- +
-- +- +- +- +- +- +- +- +
-- +- +- +- +- +- +
-- ++- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- ++- +
- +- ++- ++- ++- ++- ++- ++- +- +- +
-+ +- ++- +- +- ++- ++- +
-+ +Pomalé vedení vzruchu, tyto axony nejsou tak rozšířené a hojné jako myelizované.
Vedení AP myelizovaným axonem
myelinová
pochva
Na+
++++-
Na+
internodium =
Ranvierův zářez
++++-
Na+
+-+
+++-+
++++-
++++-
++++-
Na+
Rychlejší vedení vzruchu než u nemyelizovaných axonů.
Vzruchy jsou vedeny skokem – saltatorně  impuls „skáče“ z jednoho Ranvierova
zářezu na druhý (sousední).
Srovnání: myelizovaný - nemyelizovaný
RYCHLEJŠÍ
++++-
++-++-
++-++-
++-++-
++++-
++-++-
++-++-
POMALEJŠÍ
+-+
+++-+
++-++-
++-++-
++-++-
++-++-
++-++-
++-++-
++-++-
++-++-
++++-
++++-
++++-
++-++-
++-++-
++-++-
++-++-
++-++-
++-++-
++-++-
Inaktivace Na+ kanálu zabraňuje zpětnému vyvolání akčního potenciálu bez
vzniku nového impulsu  akční potenciál se šíří jedním směrem.
Na+ kanál:
zavřený
otevřený
Membrána:
klidový pot.
depolarizace
inaktivovaný
repolarizace
zavřený