Các yếu tố gây ra điện thế hoạt động

2020-07-22 03:57 PM

Sự khởi đầu của điện thế hoạt động cũng làm cho cổng điện thế của kênh kali mở chậm hơn một phần nhỏ của một phần nghìn giây sau khi các kênh natri mở.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Hình tóm tắt các sự kiện liên tiếp xảy ra trong và ngay sau điện thế hoạt động. Phần đáy của hình vẽ cho thấy những thay đổi độ dẫn điện của màng cho các ion natri và kali. Trong giai đoạn nghỉ, trước khi điện thế hoạt động bắt đầu, tính thấm với các ion kali cao hơn 50 đến 100 lần với ion natri. Sự chênh lệch này là do rò rỉ của các ion kali lớn hơn nhiều so với các ion natri qua các kênh rò rỉ. Tuy nhiên, vào lúc bắt đầu của điện thế hoạt động, các kênh natri ngay lập tức trở nên kích hoạt và cho phép tăng đến 5000 lần tính dẫn. Quá trình ngừng hoạt động sau đó đóng các kênh natri trong một phần nhỏ của một phần nghìn giây. Sự khởi đầu của điện thế hoạt động cũng làm cho cổng điện thế của kênh kali mở chậm hơn một phần nhỏ của một phần nghìn giây sau khi các kênh natri mở.

Thay đổi độ dẫn natri và kali trong quá trình tiềm năng hành động

Hình. Thay đổi độ dẫn natri và kali trong quá trình tiềm năng hành động. Độ dẫn natri tăng gấp vài nghìn lần trong giai đoạn đầu của tiềm năng tác dụng, trong khi độ dẫn kali chỉ tăng khoảng 30 lần trong giai đoạn sau của tiềm năng tác dụng và trong một thời gian ngắn sau đó. (Những đường cong này được xây dựng từ lý thuyết được trình bày trong các bài báo của Hodgkin và Huxley nhưng được chuyển từ sợi trục mực để áp dụng vào tiềm năng màng của dây thần kinh động vật có vú lớn.

Vào cuối điện thế hoạt động, điện thế màng âm trở lại gây ra các kênh kali để đóng quay lại tình trạng ban đầu của chúng, nhưng một lần nữa, chỉ sau một phần nghìn giây bổ sung hoặc chậm trễ.

Phần giữa của hình cho thấy tỷ lệ tính dẫn natri và kali tại mỗi thời điểm trong điện thế hoạt động, và phía trên mô tả đây là điện thế hoạt động của chính nó.

Trong phần đầu của điện thế hoạt động, tỷ lệ dẫn natri kali tăng hơn 1000 lần. Do đó, nhiều ion natri chảy vào bên trong sợi thần kinh hơn ion kali ra bên ngoài. Đây là những gì gây ra điện thế màng trở nên dương ở điểm khởi đầu điện thế hoạt động. Sau đó, các kênh natri bắt đầu đóng cửa và các kênh kali bắt đầu mở, và do đó tỷ lệ dẫn truyển thay đổi nhiều hơn trong việc tăng độ dẫn kali cao nhưng độ dẫn natri thấp. Sự thay đổi này cho phép hao hụt rất nhanh chóng mất các ion kali ra bên ngoài, nhưng hầu như không dòng chảy của các ion natri vào bên trong. Do đó, điện thế hoạt động nhanh chóng trở lại mức ban đầu của nó.

Vai trò của các ion khác trong điện thế hoạt động

Như vậy cho đến thời điểm này, chúng ta đã chỉ xem xét vai trò của các ion natri và kali trong việc tạo ra điện thế hoạt động. Ít nhất là hai loại ion khác phải được xem xét: các anion âm và các ion canxi.

Ion mang điện tích âm bên trong sợi trục dây thần kinh

Bên trong sợi thần kinh rất nhiều các ion mang điện tích âm mà không thể đi qua các kênh trên màng. Chúng bao gồm các anion của các phân tử protein và nhiều hợp chất hữu cơ phosphate, các hợp chất sulfate, và vv. Bởi vì các ion này không thể ra khỏi bên trong các sợi thần kinh, bất kỳ sự thâm hụt của các ion dương bên trong màng để lại một sự dư thừa của các anion âm không thấm này.

Do đó, các ion âm không thấm chịu trách nhiệm cho các điện tích âm bên trong sợi dây thần kinh khi có sự thâm hụt dòng điện tích dương của các ion kali và ion dương khác.

Ion Canxi

Các màng của gần như tất cả các tế bào của cơ thể có một bơm canxi tương tự như các bơm natri, canxi cùng với (hoặc thay thế) natri trong một số tế bào gây ra hầu hết các điện thế hoạt động.

Giống như các bơm natri, bơm canxi vận chuyển ion canxi từ nội bào ra ngoại bào qua màng tế bào (hoặc vào mạng lưới nội chất của tế bào), tạo ra một sự chênh lệch nồng độ ion canxi khoảng 10.000 lần.

Quá trình này để lại nồng độ ion canxi bên trong nội bào khoảng 10-7 mol, trái ngược với một nồng độ bên ngoài khoảng 10-3 mol.

Ngoài ra, có những cánh cổng điện thế của kênh kênh canxi. Bởi vì nồng độ ion canxi trong dịch ngoại bào nhiều hơn 10.000 lần dịch nội bào, có một gradient khuếch tán lớn cho dòng ion canxi thụ động vào các tế bào. Các kênh này có tính thấm nhẹ với các ion natri và ion canxi, nhưng độ thấm của chúng với canxi lớn hơn na khoảng 1000 lần trong điều kiện sinh lý bình thường.

Khi các kênh mở để đáp ứng với một kích thích làm phân cực màng tế bào, các ion canxi tràn vào bên trong tế bào.

Một chức năng quan trọng của cánh cổng điện thế canxi là góp phần vào giai đoạn khử cực của điện thế hoạt động trong một số tế bào. Tuy nhiên sự hoạt hóa của kênh canxi chậm, chậm gấp 10-20 lần kênh natri. Vì lý do này, kênh canxi được gọi là kênh chậm, trái ngược với kênh natri được gọi là kênh nhanh. Do đó, việc mở của các kênh canxi cung cấp một sự khử cực bền vững hơn, trong khi các kênh natri đóng một vai trò quan trọng trong thế hoạt động ban đầu.

Các kênh canxi rất nhiều trong cả hai cơ tim và cơ trơn. Trong thực tế, trong một số loại cơ trơn, các kênh natri nhanh hầu như không có mặt; Vì vậy, điện thế hoạt động được tạo ra gần như hoàn toàn bằng cách kích hoạt các kênh calci chậm.

Bài viết cùng chuyên mục

Ba nguồn năng lượng cho sự co cơ

Nguồn thứ nhất của năng lượng mà được sử dụng để tái lập ATP là chất phosphocreatine, cái mà mang một liên kết phosphate cao năng tương tự như liên kết của ATP.

Hệ thống tim mạch trong tập luyện thể thao

Lượng máu chảy trong cơ có thể tăng tối đa khoảng 25 lần trong bài tập vất vả nhất. Hầu hết một nửa mức tăng này là kết quả do giãn mạch gây ra bởi những tác động trực tiếp của việc tăng trao đổi chất trong cơ.

Các phản xạ tự chủ của hệ thần kinh

Nhiều chức năng nội tạng của cơ thể được điều chỉnh bởi các phản xạ tự chủ. Một vài phản xạ của hệ tim mạch giúp kiểm soát huyết áp động mạch và tần số tim. Một trong nhưng phản xạ đó là phản xạ baroreceptor.

Ô xy của tế bào: sự chuyển hóa và sử dụng

Càng tăng nồng độ của ADP làm tăng chuyển hóa và sử dụng O2 (vì nó kết hợp với các chất dinh dưỡng tế bào khác nhau) thì càng tăng giải phóng năng lượng nhờ chuyển đổi ADP thành ATP.

Các van tim ngăn sự quay lại của dòng máu kỳ tâm thu

Đặc điểm giải phẫu của van động mạch chủ và van động mạch phổi phải được cấu tạo với một mô sợi đặc biệt mạnh mẽ nhưng cũng phải rất mềm dẻo để chịu đựng được thêm gánh nặng vật lý.

Tinh trùng và sinh sản nam

Đôi khi một nam giới có số lượng tinh trùng bình thường nhưng vẫn bị vô sinh. Khi tình trạng này xảy ra, rất nhiều, thậm trí là một nửa số tinh trùng của người này có hình dạng bất thường, có hai đầu, bất thường đầu hay bất thường thân.

Giải phóng năng lượng cho cơ thể bằng con đường kỵ khí - Đường phân kỵ khí

Lactic acid được tổng hợp trong quá trình đường phân kỵ khí không mất đi khỏi cơ thể bởi vì khi oxy đầy đủ trở lại, lactic acid có thể chuyền về thành glucose hoặc được sử dụng chính xác để giải phóng năng lượng.

Chức năng của hệ limbic: vị trí chủ chốt của vùng dưới đồi

Cấu trúc giải phẫu của hệ limbic, cho thấy phức hợp kết nối của các thành phần nội liên kết trong não. Nằm ở giữa những cấu trúc này là vùng dưới đồi, kích thước vô cùng nhỏ.

Tăng vận chuyển ô xy đến mô: CO2 và H+ làm thay đổi phân ly oxy-hemoglobin (hiệu ứng bohr)

Khi máu đi qua các mô, CO2 khuếch tán từ tế bào ở mô vào máu, sự khuếch tán này làm tăng PCO2 máu, do đó làm tăng H2CO3 máu (axit cacbonic) và nồng độ ion H+. Hiệu ứng này sẽ làm chuyển dịch đồ thị phân ly oxy- hemoglobin sang bên phải và đi xuống.

Cấu tạo cơ bản của một tế bào động vật

Các bào quan và thể vùi nằm lơ lững trong dịch tế tương. Từ bào tương (cytoplasm) dùng để bao hàm cả dịch tế bào, tất cả các bào quan.

RNA được tổng hợp trong nhân từ khuôn của DNA

Trong tổng hợp RNA, hai sợi của phân tử ADN tách ra tạm thời; một trong hai sợi được sử dụng như là một khuôn mẫu để tổng hợp một phân tử RNA. Các mã bộ ba trong DNA là nguyên nhân của sự hình thành các bộ ba bổ sung trong RNA.

Điều hòa lưu lượng máu bằng những thay đổi trong mạch máu mô

Sự tái tạo vật chất của mạch xảy ra để đáp ứng với nhu cầu của mô. Sự tái cấu trúc này xảy ra nhanh trong vòng vài ngày ở những động vật non. Nó cũng xảy ra nhanh ở những mô mới lớn như mô sẹo, mô ung thư.

Kiểm soát nhiệt độ cơ thể bởi sự cân bằng giữa sinh nhiệt và mất nhiệt

Khi mức nhiệt sinh ra trong cơ thể cao hơn mức nhiệt mất đi, nhiệt sẽ tích lũy trong cơ thể và nhiệt độ của cơ thể tăng lên. Ngược lại, khi nhiệt mất đi nhiều hơn, cả nhiệt cơ thể và nhiệt độ của cơ thể đều giảm.

Phế nang: tốc độ thông khí của phế nang

Một trong những chức năng quan trọng của đường hô hấp là giữ chúng luôn mở và cho phép không khí đi lại đến phế nang dễ dàng. Để giữ khí quản khỏi xẹp, nhờ có sụn nhẫn.

Dẫn truyền xung động từ tận cùng thần kinh tới sợi cơ vân: Khớp thần kinh cơ

Điện thế hoạt động bắt đầu lan truyền trong các sợi cơ vân bởi các xung thần kinh đi theo cả hai hướng về phía tận cùng sợi cơ.

Phân ly oxy - hemoglobin: các yếu tố thay đổi và tầm quan trọng tới sự vận chuyển ô xy

pH giảm hơn giá trị bình thường từ 7,4 xuống tới 7,2; đồ thị phân ly Oxy- hemoglobin chuyển sang phải trung bình khoảng 15 %. Ngược lại, sự gia tăng pH từ bình thường 7,4 lên tới7,6 đường cong cũng chuyển sang trái một lượng tương tự.

Sóng chạy: sự dẫn truyền của sóng âm trong ốc tai

Các kiểu dẫn truyền khác nhau của sóng âm với các tần số khác nhau. Mỗi sóng ít kết hợp ở điểm bắt đầu nhưng trở nên kết hợp mạnh mẽ khi chúng tới được màng nền, nơi có sự cộng hưởng tự nhiên tần số bằng với tần số của các sóng riêng phần.

Giải phẫu và sinh lý của cơ tim

Những cơ chế đặc biệt trong tim gây ra một chuỗi liên tục duy trì co bóp tim hay được gọi là nhịp tim, truyền điện thế hoạt động khắp cơ tim để tạo ra nhịp đập của tim.

Áp lực thủy tĩnh mao mạch

Dịch đã được lọc vượt quá những gì được tái hấp thu trong hầu hết các mô được mang đi bởi mạch bạch huyết. Trong các mao mạch cầu thận, có một lượng rất lớn dịch.

Insulin và ảnh hưởng lên chuyển hóa

Insulin được biết đến rằng có liên hệ với đường huyết, và đúng như vậy, insulin có ảnh hưởng lớn đến quá trình chuyển hóa carbohydrate.

Tiêu hóa hấp thu và chuyển hóa năng lượng của thức ăn và chất dinh dưỡng

Thông thường tỉ lệ chuyển hóa của trẻ sơ sinh so với trọng lượng cơ thể gấp đôi người lớn, chúng giải thích cho thực tế rằng hiệu suất của tim và thể tích hô hấp trong một phút gấp đôi người lớn so với trọng lượng cơ thể.

Chu kỳ nội mạc tử cung và hành kinh

Vào thời gian đầu của mỗi chu kì, hầu hết nội mạc đã bị bong ra trong kinh nguyệt. Sau kinh nguyệt, chỉ còn lại một lớp nội mạc mỏng và những tế bào biểu mô còn sót lại được dính với vị trí sâu hơn của các tuyến chế tiết và lớp dưới nội mạc.

Dẫn truyền âm thanh từ màng nhĩ đến ốc tai: phối hợp trở kháng bởi xương con

Các xương con của tai giữa được treo bởi các dây chằng trong đó xương búa và xương đe kết hợp để hoạt động như một đòn bẩy, điểm tựa của nó ở ranh giới của màng nhĩ.

Đại cương sinh lý hệ thần kinh

Hệ thần kinh là cơ quan duy nhất có khả năng thực hiện các hoạt động kiểm soát hết sức phức tạp. Hằng ngày, nó nhận hàng triệu mã thông tin từ các cơ quan cảm giác truyền về rồi tích hợp chúng lại để định ra các đáp ứng thích hợp.

Điều hòa chức năng cơ thể

Hệ thống thần kinh và hệ thống nội tiết điều chỉnh và phối hợp các chức năng cơ thể. Cùng nhau duy trì sự tăng trưởng, trưởng thành, sinh sản, trao đổi chất và hành vi của con người.