Tính nhịp điệu của mô dễ bị kích thích phóng điện lặp lại

Hoạt động phóng điện tự lặp đi lặp lại trong tim, trong hầu hết các cơ trơn, và trong rất nhiều các tế bào thần kinh của hệ thần kinh trung ương. Sự phóng điện nhịp nhàng gây ra (1) nhịp đập của tim, (2) nhu động nhịp nhàng của ruột, và (3) hoạt động thần kinh như điều khiển nhịp thở.

Ngoài ra, gần như tất cả các mô dễ bị kích thích khác có thể phóng điện lặp đi lặp lại nếu ngưỡng kích thích của các tế bào mô được giảm xuống một mức đủ thấp. Ví dụ, thậm chí với các sợi thần kinh lớn và các sợi cơ xương- thường rất ổn định, sự phóng điện lặp lại khi chúng được đặt trong một dung dịch có chứa các thuốc veratridine mà kích hoạt các kênh ion natri, hoặc khi nồng độ ion canxi giảm dưới một giá trị quan trọng, làm tăng tính thấm natri của màng tế bào.

Hình. Điện thế hoạt động nhịp điệu (tính bằng mili giây) tương tự như điện thế được ghi lại trong trung tâm điều khiển nhịp điệu của tim. Lưu ý mối quan hệ của chúng với độ dẫn kali và trạng thái siêu phân cực.

Quá trình lặp lại kích thích cần thiết cho nhịp tự động. Đối với nhịp tự động xảy ra, các màng ngay cả trong trạng thái tự nhiên của nó phải thấm đủ các ion natri (hoặc ion canxi và natri qua các kênh calcium-natri chậm) để cho phép màng tự khử cực Như vậy, hình cho thấy điện thế nghỉ ở trung tâm kiểm soát nhịp của tim chỉ là -60 đến -70 triệu livolts, mà không đủ điện thế âm để giữ cho các kênh natri và canxi hoàn toàn đóng. Do đó, trình tự sau đây xảy ra: (1) một số ion natri và canxi chảy vào bên trong; (2) hoạt động này làm tăng điện thế màng theo chiều dương, tiếp tục làm tăng tính thấm của màng; (3) vẫn còn nhiều ion chảy vào bên trong; và (4) tính thấm tăng nhiều hơn, và như vậy, cho đến khi một điện thế hoạt động được tạo ra. Sau đó, vào cuối điện thế hoạt động, màng tái cực. Sau khi một sự chậm trễ vài mili giây hoặc vài giây, kích thích tự động gây khử cực một lần nữa và 1 điện thế hoạt động mới xảy ra một cách tự nhiên. Chu kỳ này tiếp tục hơn nhiều hơn và gây ra tự gây ra kích thích nhịp điệu của các mô dễ bị kích động.

Tại sao màng tế bào của trung tâm điều khiển tim không khử cực ngay lập tức sau khi nó đã tái cực, chứ không phải trì hoãn gần một giây trước khi khởi đầu của điện thế hoạt động tiếp theo? Câu trả lời có thể được tìm thấy bằng cách quan sát các đường cong có nhãn “độ dẫn của kali” trong hình. Đường cong này cho thấy vào cuối mỗi điện thế hoạt động, và tiếp tục trong một thời gian ngắn sau đó, màng càng trở nên thấm nhiều ion kali hơn. Các dòng chảy của các ion kali tăng lên mang số lượng lớn của các điện tích dương ra bên ngoài của màng tế bào, để lại một lượng đáng kể ion âm hơn trong tế bào xơ hơn trường hợp khác. Điều này tiếp tục trong gần một giây sau khi điện thế hoạt động kết thúc, do đó vẽ các điện thế hoạt động gần với điện thế Nernst của kali. Trạng thái này, được gọi là tăng phân cực, cũng được hiển thị trong hình.

Hình. Mặt cắt ngang của một thân thần kinh nhỏ chứa cả sợi myelin và sợi không myelin.

Khi tình trạng này tồn tại, sự lặp lại kích thích sẽ không xảy ra. Tuy nhiên, việc tăng độ dẫn kali (và tình trạng tăng phân cực) biến mất, như thể hiện sau mỗi điện thế hoạt động được hoàn thành trong hình, do đó một lần nữa cho phép điện thế màng tăng lên đến ngưỡng cho sự kích thích. Sau đó, đột nhiên, một kết quả là có điện thế hoạt động mới và quá trình này xảy ra một lần nữa và một lần nữa.