Pomówmy o komórkach rozrusznikowych.
Narysuję jak wygląda potencjał czynnościowy
u komórek rozrusznikowych.
Pamiętaj, tutaj mamy czas.
A tutaj mamy miliwolty.
Pozytywny potencjał rosnący w górę, a negatywny w dół.
Przejdźmy teraz do komórek rozrusznikowych,
szczególnie tych znajdujących się w węźle zatokowo-przedsionkowym.
To jest potencjał czynnościowy w węźle zatokowo-przedsionkowym,
na początku przyjmuje on wartości negatywne, a potem rośnie.
Zazwyczaj powodują to jony sodu, które
trafiają do komórki.
Inne jony również są obecne, jednak to jon sodu odgrywa główną rolę.
Doszliśmy do tego punktu,
narysuję tutaj moment wysycenia.
Jest to punkt wysycenia czego?
Narysuję tutaj linią przerywaną
punkt, który reprezentuje moment, w którym
dochodzi do otwarcia kanałów jonów wapnia.
Kanały te otwierają się, co sprawia, że potencjał komórki
rośnie i staje się bardzo dodatni.
Już wcześniej przyjmował wartości dodatnie,
a to sprawiło, że wzrosnął jeszcze bardziej.
I będzie on rósł do tego punktu.
W tym momencie kanały jonów wapnia,
te sterowane napięciem kanały jonów wapnia zamykają się,
a otwierają się kanały jonów potasu.
Co prowadzi do repolaryzacji błony komórkowej.
Więc to są trzy fazy, o których mówiłem.
A to jest faza 4, oznaczymy ją jako fazę 4.
To jest faza 0, a to faza 1.
To są trzy fazy, o których mówiliśmy.
Przyjrzyjmy się im teraz bliżej.
Powiedźmy, że widzimy teraz to i
myślę, że bardzo sensowne będzie, obserwowanie tego
jako uderzenia serca.
To jest jedno uderzenie serca, tak?
Wiesz, co będzie się działo dalej na tym rysunku,
będziemy mieć kolejne,
i kolejne uderzenie serca.
Tak właśnie wygląda bicie naszego serca, tak?
Jeśli popatrzymy na określony odcinek czasu, powiedźmy dwu,
trzy minutowy to będzie on
prezentował występujący jeden po drugim
potencjał czynnościowy.
Jeśli wziąłbym teraz to jedno uderzenie serca i skrócił je,
powiedźmy, że nie kończyłoby się tutaj,
ale na przykład tu.
Więc to wszystko przesunię się w tę stronę.
Spowoduje to zmniejszenie długości fazy 4 potencjału czynnościowego.
Co to oznacza?
Możesz sobie pomyśleć, co
takie niewielkie przesunięcie może zmienić, wszystko wydarzy się trochę szybciej, ale co z tego?
Jednak znaczenie tego przesunięcia jest takie,
że nakładające się na siebie uderzenia serca,
jeśli to uderzenie będzie trochę szybsze,
i będzie trwało krócej,
wtedy kolejne musi zacząć się troszkę wcześniej,
a to oznacza, ze to musi skończyć się również wcześniej,
a kolejne zacznie się szybciej,
co oznacza, że w trakcie trwania tej minuty,
wystąpi więcej uderzeń serca.
Więc skrócenie czasu pojedynczego uderzenia serca,
zwiększa jego tętno.
Liczba uderzenie serca na minutę rośnie.
Jest to całkiem istotny proces.
Bardzo często myślimy o tętnie,
jednak rzadko zastanawiamy się, co
tak naprawdę oznacza poszczególne uderzenie serca.
I co oznacza to, że każde pojedyncze uderzenie serca będzie trwało krócej.
Przeciwna sytuacja jest również możliwa, co nie?
Możesz sobie wyobrazić, że ten odcinek czasu zostaje wydłużony.
Powiedźmy, że uderzenie serca trwa dłużej.
Może zostać rozciągnięte w tę stronę.
Jeśli uderzenie serca trwa dłużej,
oznacza to, że mniejsza ich liczba zmieści się w ciągu minuty.
A to prowadzi do tego, że
tętno się obniża.
Więc jeśli dochodzi do zwiększenia lub zmniejszenia tętna,
to mamy do czynienia ze skórceniem
lub wydłużeniem czasu trwania pojedynczego uderzenia serca.
Myślę, że to bardzo istotna idea.
Pójdźmy teraz krok dalej.
Zróbmy mały eksperyment myślowy.
Wyobraźmy sobie, że mamy tutaj 1/10 sekundy.
1/10 sekundy.
Nie musi to być dokładnie 1/10 sekundy,
wyobraź ją sobie tylko.
Powiedźmy, że chcemy popatrzeć na komórkę w tym momencie,
ponieważ wtedy zaczyna się nasze 1/10 sekundy.
Jak będzie wyglądała nasza komórka?
Zrobię trochę miejsca,
i narysuję naszą komórkę podczas trwania 1/10 sekundy.
Chciałbym, aby wszystko znalazło się na tej samej stronie,
abyśm mógł zobaczyć, co dzieje się w naszej komórce rozrusznikowej
przez tę 1/10 sekundy.
W tym momencie masz komórkę.
Narysuję jej powiększoną wersję,
która wygląda o tak.
I do tej komórki będą napływać
powiedźmy, że jony sodu.
Wiemy, że jest to dominujący jon.
Pozwól, że narysuję kilka takich jonów,
które trafiają do środka komórki.
Mamy również inne jony.
Możesz pomyśleć teraz, chwila moment,
myślałem, że tylko jony sodu trafiają do wnętrza komórki.
Jednak tak nie jest.
Pomimo, że jony sodu są dominujące,
co oznacza że błona komórkowa jest głównie przepuszczalna dla nich,
jony sodu również wpływają do komórki, jak i niewielka liczba jonów potasu,
które wypływają z jej wnętrza.
Więc mamy również inne jony przepływające tam i z powrotem.
Pomimo, że w tym przypadku to jony sodu
odgrywają kluczową rolę w kontekście potencjału błonowego.
Mając taką sytuację, przyjrzyjmy się teraz
błonie komórkowej.
Spójrzmy na tę błonę komórkową,
i zobaczmy co może tutaj się znaleźć.
Mamy jakieś receptory po tej stronie.
Te receptory są receptorami neuroprzekaźników.
Mamy tutaj nerwy, które
znajdują się obok komórek rozrusznikowych.
To są nerwy współczulne.
I te nerwy wydzielają neuroprzekaźniki.
To jest neuroprzekaźnik, oznaczę go
jako norepinefrynę.
Czasami mówi się na nią norepi.
Norepinefryna pojawia się i trafia do tych receptorów
to powoduje przesłanie sygnału do komórki.
Dzięki temu komórka wie, że
ma być przepuszczalna dla tych jonów.
Pozwala tym jonom przepłynąć przez błonę komórkową.
Dobra.
Po drugiej stronie masz kolejny zestaw receptorów.
Oczywiście, nie wygląda to tak, że są one
podzielone na jedną i drugą stronę.
Przedstawiłem to w taki sposób, żebyś zrozumiał idęę,
że ten rodzaj receptorów
związany jest z tymi neuroprzekaźnikami.
Ten tutaj to acetylocholina.
Acetylocholina również spowoduje, że zostanie wysłany sygnał,
sygnał ten pochodzi z nerwów przywspółczulnych.
Musiałeś już słyszeć o nerwach współczulnych i
przywspółczulnych.
Są one częścią autonomicznego układu nerwowego.
Nerwy przywspółczulne
wysyłają przeciwstawną wiadomość.
Mówią komórce, aby poczekała
i nie przepuszczała już więcej jonów.
Nie przepuszczała więcej jonów
przez błonę komórkową.
Przeciwna wiadomość, i jak się okazuje
te wiadomości się równoważą.
I w ostateczności masz taką sytuację, jaką Ci opisałem.
Masz jony sodu wpływające do komórki, trochę jonów wapnia,
oraz jonów potasu wypływających z komórki.
Pokażę Ci teraz, co mogłoby się jeszcze wydarzyć.
Zrobię mały skrót i użyję funkcji wytnij,
i wklej.
Wyobraź sobie, że ma miejsce taka sytuacja.
Coś takiego.
Aby to pokazać, przesunę trochę nasz obraz
do góry.
Powiedźmy, że masz więcej nerwów współczulnych.
Więcej nerwów współczulnych niż
przywspółczulnych, coś takiego.
Więc zamiast niewielkiej liczby neuroprzekaźmników,
masz ich tutaj o wiele więcej.
Teraz wszystkie receptory będą uruchomione,
zarówno ten, jak i ten
receptor.
Mamy teraz trzy receptory po lewej stronie,
co równoważy receptory z prawej.
Więc teraz strona współczulna
jest silniejsza od strony przywspółczulnej.
Jeśli ma miejsce taka sytuacja, jeśli strona współczulna
jest o wiele silniejsza, wtedy więcej
jonów sodu trafi do komórki.
Ponieważ to neuroprzekaźniki od nerwów współczuonych
odpowiadają za zwiększoną przepuszczalność jonów.
Więć masz o wiele więcej jonów sodu wpływających do komórki,
jak i dodatkową liczbę jonów wapnia.
Masz więcej jonów wapnia.
Jak i więcej jonów potasu wypływa z komórki.
Prościej mówiąc, nerwy współczulne spowodują, że zwiększy
się przepływ jonów.
Więcej jonów sodu trafi do komórki,
jak i jonów wapnia,
a jony potasu w zwiększonej liczbie ją opuszczą.
Jest to bardzo ciekawe.
Zapamiętajmy to.
Zrobię to jeszcze raz,
aby pokazać Ci jak będzie wyglądać przeciwstawna sytuacja.
Powiedźmy, że w tym przypadku to strona przywspółczulna wygrywa.
W tym trzecim scenariuszu,
pamiętaj w pierwszy mieliśmy równowagę,
w trzecim sprawimy, że
więcej acetylocholiny traci do receptorów.
Co przewyższy pracę nerwów współczulnych.
Mamy teraz o wiele większą symulację wynikającą z nerwów przywspółczulnych.
Komórka pomyśli, że nerwy
przywspółczulne nie chcą tak dużego ruchu jonów,
więc będzie mniejszy przepływ jonów sodu.
Powtórzę, że ma to miejsce w przeciągu 1/10 sekundy,
jeśli spojrzymy na komórkę w tym odcinku czasu,
mniej jonów sodu trafi do jej środka.
Jak i mniej jonów wapnia.
A mniej jonów potasu wypłynie z jej wnętrza.
Jeśli spojrzałbyś na komórkę przez 1/10 sekundy,
to te obrazy wyglądają bardzo, bardzo różnie.
W obydwóch scenariuszach, mamy nerwy współczulne
i przywspółczulne oraz te same jony.
Które poruszają się w tych samych kierunkach,
to czym się one różnią, to ilością ładunków,
które przepływają w określonym czasie.
Czasami można użyć nawet słowa prąd.
Możesz powiedzieć, że nerwy wspólczulne
zwiększają przepływ prądu,
a przywspółczylne zmniejszają ilość ładunku
przepływającego w określonym czasie.
Jak wyglądałoby to na naszym wykresie?
Narysowałem wykres na samej górze.
Jak to wszystko zaprezentować na nim?
Użyję koloru czerwonego i zielonego,
ponieważ wykorzystałem je wcześniej.
Zielony, pamiętaj, że odpowiada naszemu współczulnemu scenariuszowi,
w którym to zwiększony
został przepływ ładunków w czasie.
W 1/10 sekundy więcej dodatnich ładunków
trafiło do komórki.
Powiedźmy, że w tym momencie doszło do
osiągnięcia poziomu wysycenia.
I pojawił się potencjał czynnościowy.
Który, jak wcześniej, będzie się zmniejszał.
A tętno
zacznie rosnąć, ponieważ skróci się pojedyncze uderzenie serca.
W przeciwnej sytuacji, gdy mamy dominację strony przywspółczulnej,
wtedy to
wydłuża się czas osiągnięcia poziomu nasycenia.
Ponieważ w 1/10 sekundy
mniejsza liczba jonów sodu i wapnia trafi do wnętrza komórki,
oraz mniejsza liczba jonów potasu wypłynie z niej.
W rezultacie otrzymasz podobnie wyglądający
potencjał czynnościowy.
Jednak będziesz miał zmniejszone tętno,
ponieważ uderzenie serca trwa o wiele dłużej.
Zobaczyłeś jak ilość prądu przepływajacego do komórki
zmienia się.
I jak przy pomocy układu współczulnego i
przywspółczulnego możemy zmienić tętno.