Thế hoạt động

Như Thế hoạt động đây là một sự thay đổi ngắn hạn trong điện thế màng. Điện thế hoạt động thường phát sinh trên ngọn sợi trục của tế bào thần kinh và là điều kiện tiên quyết để truyền kích thích.

Điện thế hoạt động là gì?

Điện thế hoạt động là sự đảo ngược điện tích tự phát trong tế bào thần kinh. Các điện thế hoạt động phát sinh trên đồi sợi trục. Đồi sợi trục là nguồn gốc của các quá trình chuyển tiếp của một tế bào thần kinh. Sau đó, điện thế hoạt động di chuyển dọc theo sợi trục, tức là quá trình thần kinh.

Một tiềm năng có thể tồn tại ở bất kỳ đâu từ một phần nghìn giây đến vài phút. Mỗi điện thế hoạt động đều có cường độ rõ rệt như nhau. Do đó, không có điện thế hoạt động yếu cũng không mạnh. Nó thiên về các phản ứng tất cả hoặc không có gì, tức là một kích thích đủ mạnh để nó có thể hoàn toàn kích hoạt một điện thế hoạt động, hoặc điện thế hoạt động hoàn toàn không được kích hoạt. Mỗi điện thế hoạt động chạy trong nhiều giai đoạn.

Chức năng & nhiệm vụ

Trước khi có điện thế hoạt động, tế bào ở trạng thái nghỉ. Các kênh natri đóng phần lớn, các kênh kali mở một phần. Thông qua sự di chuyển của các ion kali, tế bào duy trì cái gọi là điện thế màng nghỉ trong giai đoạn này. Đây là khoảng -70 mV. Vì vậy, nếu bạn đo sức căng bên trong sợi trục, bạn sẽ nhận được điện thế âm là -70 mV. Điều này có thể bắt nguồn từ sự mất cân bằng điện tích của các ion giữa không gian bên ngoài tế bào và chất lỏng tế bào.

Các phần phụ tiếp nhận của các tế bào thần kinh, các đuôi gai, nhận các kích thích và truyền chúng đến các sợi trục qua thân tế bào. Điện thế màng nghỉ thay đổi với mọi kích thích đến. Tuy nhiên, để một điện thế hoạt động được kích hoạt, giá trị ngưỡng phải được vượt quá trên ngọn sợi trục. Giá trị ngưỡng này chỉ đạt được khi điện thế màng tăng 20 mV đến -50 mV. Ví dụ, nếu điện thế màng chỉ tăng đến -55 mV, thì không có gì xảy ra do phản ứng tất cả hoặc không có gì.

Nếu vượt quá giá trị ngưỡng, các kênh natri của tế bào sẽ mở. Các ion natri tích điện dương chảy vào, điện thế nghỉ tiếp tục tăng. Các kênh kali đóng lại. Kết quả là một sự đảo ngược phân cực. Không gian bên trong sợi trục bây giờ được tích điện dương trong một thời gian ngắn. Giai đoạn này còn được gọi là quá tải.

Các kênh natri đóng lại trước khi đạt đến điện thế màng tối đa. Để làm điều này, các kênh kali mở ra và các ion kali chảy ra khỏi tế bào. Quá trình tái phân cực diễn ra, có nghĩa là điện thế màng lại tiếp cận điện thế nghỉ. Cái gọi là siêu phân cực thậm chí xảy ra trong một thời gian ngắn. Điện thế màng giảm xuống dưới -70 mV. Khoảng thời gian xấp xỉ hai mili giây này còn được gọi là thời kỳ chịu lửa. Trong thời kỳ chịu lửa, không thể kích hoạt điện thế hoạt động. Điều này là để ngăn ngừa sự kích thích quá mức của tế bào.

Sau khi được điều chỉnh bởi bơm natri-kali, điện thế lại ở mức -70 mV và sợi trục có thể được kích thích trở lại bởi một kích thích. Điện thế hoạt động bây giờ được truyền từ một phần của sợi trục sang phần tiếp theo. Do đoạn trước vẫn đang trong thời kỳ trơ nên kích thích chỉ truyền được theo một chiều.

Tuy nhiên, quá trình truyền kích thích liên tục này khá chậm. Sự truyền kích thích tạo muối nhanh hơn. Các sợi trục được bao quanh bởi một cái gọi là vỏ bọc myelin. Điều này hoạt động giống như một loại băng cách điện. Ở giữa, vỏ myelin liên tục bị gián đoạn. Những chỗ đứt này được gọi là vòng buộc. Trong quá trình truyền kích thích muối hóa, các điện thế hoạt động bây giờ gần như nhảy từ vòng này sang vòng tiếp theo. Điều này làm tăng tốc độ chuyển tiếp đáng kể.

Điện thế hoạt động là cơ sở để chuyển tiếp thông tin kích thích. Mọi chức năng của cơ thể đều dựa trên sự truyền dẫn này.

Bạn có thể tìm thấy thuốc của mình tại đây

Bệnh tật & ốm đau

Nếu vỏ myelin của tế bào thần kinh bị tấn công và phá hủy, sẽ xảy ra những rối loạn nghiêm trọng trong việc truyền các kích thích. Với việc mất vỏ myelin, phí sẽ bị mất khi vận chuyển. Điều này có nghĩa là cần nhiều điện tích hơn để kích thích sợi trục ở lần đứt tiếp theo trong vỏ myelin. Nếu lớp myelin bị hư hỏng nhẹ, điện thế hoạt động xảy ra với độ trễ. Nếu có thiệt hại nghiêm trọng, quá trình truyền kích thích có thể bị gián đoạn hoàn toàn, vì không thể kích hoạt điện thế hoạt động nữa.

Các vỏ bọc myelin có thể bị ảnh hưởng bởi các khuyết tật di truyền như bệnh Krabbe hoặc bệnh Charcot-Marie-Tooth. Căn bệnh khử myelin được biết đến nhiều nhất có lẽ là bệnh đa xơ cứng. Tại đây các vỏ myelin bị chính các tế bào bảo vệ của cơ thể tấn công và phá hủy. Tùy thuộc vào dây thần kinh bị ảnh hưởng, rối loạn thị giác, suy nhược chung, co cứng, tê liệt, nhạy cảm hoặc rối loạn ngôn ngữ có thể xảy ra.

Paramyotonia bẩm sinh là một bệnh khá hiếm gặp. Trung bình, chỉ có một người trong số 250.000 người bị ảnh hưởng. Tình trạng này là rối loạn kênh natri. Kết quả là, các ion natri có thể thâm nhập vào tế bào ngay cả trong các pha mà kênh natri thực sự nên đóng và do đó kích hoạt điện thế hoạt động, ngay cả khi thực sự không có kích thích nào cả. Kết quả là, thần kinh có thể bị căng thẳng vĩnh viễn. Điều này được thể hiện bằng sự gia tăng căng cơ (myotonia). Sau một chuyển động tự nguyện, các cơ sẽ thư giãn đáng kể sau một khoảng thời gian trì hoãn.

Con đường ngược lại cũng có thể xảy ra với Paramyotonia bẩm sinh. Có thể kênh natri không cho phép ion natri vào tế bào, ngay cả khi bị kích thích. Một điện thế hoạt động chỉ có thể được kích hoạt khi có sự chậm trễ hoặc hoàn toàn không, bất chấp một kích thích đến. Không có phản ứng với kích thích. Kết quả là rối loạn nhạy cảm, yếu cơ hoặc tê liệt. Sự xuất hiện của các triệu chứng được đặc biệt ưa thích bởi nhiệt độ thấp, đó là lý do tại sao những người bị ảnh hưởng nên tránh bất kỳ việc làm mát cơ nào.