Refrakterní období

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 23. září 2019; kontroly vyžadují 5 úprav .

V elektrofyziologii je refrakterní perioda (refrakterní perioda) [1] časový úsek po objevení se akčního potenciálu na excitabilní membráně , během kterého se dráždivost membrány snižuje a poté se postupně vrací na původní úroveň.

Absolutní refrakterní perioda je interval, během kterého není excitabilní tkáň schopna generovat opakovaný akční potenciál (AP), bez ohledu na to, jak silný je iniciační stimul.

Relativní refrakterní perioda je interval, během kterého excitabilní tkáň postupně znovu získává svou schopnost vytvářet akční potenciál. Během relativní refrakterní periody může stimul silnější než ten, který způsobil první AP, vést k vytvoření opakovaného AP .

Důvody refrakternosti excitabilní biologické membrány

Refrakterní perioda je způsobena chováním napěťově závislých sodíkových a napěťově závislých draslíkových kanálů excitovatelné membrány .

Během vedení akčního potenciálu přecházejí napěťově závislé sodíkové a draselné iontové kanály z jednoho stavu do druhého. Sodíkové kanály mají tři hlavní stavy - zavřeno , otevřeno a neaktivováno . Draslíkové kanály mají dva hlavní stavy - uzavřený a otevřený .

Když je membrána depolarizována během vedení akčního potenciálu, sodíkové kanály po otevřeném stavu (ve kterém začíná AP, tvořený příchozím Na + proudem) dočasně přejdou do inaktivovaného stavu a draslíkové kanály se otevřou a zůstanou po nějakou dobu otevřené. po skončení AP, vytvoření odcházejícího draslíkového proudu, čímž se membránový potenciál dostane na počáteční úroveň.

V důsledku inaktivace sodíkových kanálů nastává absolutní refrakterní perioda . Později, když část sodíkových kanálů již opustila inaktivovaný stav, může dojít k PD. Jeho výskyt však vyžaduje velmi silné podněty, protože za prvé je stále málo „fungujících“ sodíkových kanálů a za druhé, otevřené draslíkové kanály vytvářejí odcházející K + proud a příchozí sodíkový proud jej musí blokovat, aby došlo k PD - toto je relativní refrakterní perioda .

Výpočet refrakterní periody

Refrakterní periodu lze vypočítat a graficky popsat tak, že se nejprve vypočítá chování napěťově závislých Na+ a K+ kanálů. Chování těchto kanálů je zase popsáno pomocí vodivosti a vypočítáno pomocí koeficientů přenosu.

Vodivost pro draslík (K+) na jednotku plochy [S/cm²] $G_K$

$G_{K}=G_{Kmax}n^{4}$ ,

$dn/dt=\alpha _{n}(1-n)-\beta _{n}n$ ,

kde:

$\alpha_{n}$ je koeficient přenosu z uzavřeného do otevřeného stavu pro K+ kanály [1/s];

$\beta_n$ je koeficient přenosu z otevřeného do uzavřeného stavu pro K+ kanály [1/s];

n je podíl K+ kanálů v otevřeném stavu;

(1 - n) - zlomek K + kanálů v uzavřeném stavu

Vodivost pro sodík na jednotku plochy [S/cm²] $G_{{Na}}$

$G_{Na}=G_{Namax}m^{3}h$ ,

$dm/dt=\alpha _{m}(1-m)-\beta _{m}m$ ,

$dh/dt=\alpha _{h}(1-h)-\beta _{h}h$ ,

kde:

${\displaystyle \alpha _{m))$ je koeficient přenosu z uzavřeného do otevřeného stavu pro kanály Na+ [1/s];

${\displaystyle \beta _{m))$ je koeficient přenosu z otevřeného do uzavřeného stavu pro Na+ kanály [1/s];

m je podíl Na+ kanálů v otevřeném stavu;

(1 - m) - zlomek Na+ kanálů v uzavřeném stavu;

$\alpha _{h}$ je koeficient přenosu z inaktivovaného do neinaktivovaného stavu pro Na+ kanály [1/s];

$\beta _{h}$ je koeficient přenosu z neinaktivovaného do inaktivovaného stavu pro Na+ kanály [1/s];

h je podíl Na+ kanálů v neinaktivovaném stavu;

(1 - h) je podíl Na+ kanálů v inaktivovaném stavu.

Důsledky refrakternosti excitovatelné biologické membrány

V srdečním svalu trvá perioda refrakternosti až 500 ms, což je třeba považovat za jeden z faktorů omezujících frekvenci reprodukce biologických signálů, jejich sčítání a rychlost vedení. Při změně teploty nebo působení určitých léků se může změnit trvání refrakterních period, což se používá ke kontrole excitability tkáně, například dráždivosti srdečního svalu: prodloužení relativní refrakterní periody vede ke snížení v srdeční frekvenci a odstranění poruch srdečního rytmu.

Poznámky

↑ Fyziologie člověka / Per. z angličtiny / Ed. R. Schmidt a G. Thevs. - M .: Mir, 2005. - ISBN 5-03-003575-3 .