Název školyStřední odborná škola a Gymnázium Staré Město Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ AutorIng. Zdeněk Pilka Název šablonyIII/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název DUMuAkční potenciál Stupeň a typ vzděláváníStřední vzdělání s maturitou Vzdělávací oblastChov zvířat PředmětChov zvířat Tematický okruhFyziologie Druh učebního materiáluVýukový materiál Cílová skupinaŽák, 4. ročník AnotaceVedení vzruchu v axonu Vybavení, pomůcky- Klíčová slovaNeuron, vzruch, noradrenalin Datum

Akční potenciál Vedení vzruchu v periferním nervstvu Fyziologie přenosu vzruchu má radikální vliv na přežití organismu v prostředí. Reakce organismu na podněty z vnějšího prostředí vedou k jeho úspěšnému přežití.

Za normálních okolností je vnitřek buňky proti jejímu okolí záporně nabitý (polarizace, viz membránový potenciál), při depolarizaci proudí kladně nabité ionty do buňky, což vede k vyrovnání nábojů na obou stranách, popř. se vnitřek buňky stává na okamžik kladným (transpolarizace). Přechodná změna napětí na membráně dráždivé buňky (svalové, srdeční, nervové) při její činnosti (akci), resp. jako odpověď na podráždění. Umožňuje vedení a šíření impulsu. Jeho podstatou jsou průchody iontů skrz membránu příslušnými iontovými kanály. A. p. začíná depolarizací a končí repolarizací (resp. následnou krátkou hyperpolarizací).

Hlavním kationtem proudícím do buňky je sodík (v membráně takových buněk existují sodíkové kanály, vzniká rychlý sodíkový proud). Během depolarizace naopak vystupují ionty kalia, posléze se pomocí sodíkové pumpy oba ionty opět vyměňují. Průběh a. p. v různých buňkách má odlišný charakter. Mezi nervovými a srdečními buňkami existuje rozdíl v trvání a výrazném vstupu kalcia do buněk (u kardiomyocytů má vliv na kontrakci); rozdíly existují i mezi buňkami v srdci (zejm. v jednotlivých oddílech převodního systému). A. p. ve svalu a myokardu vyvolá jejich stah, nervová buňka je schopna a. p. přenášet na velké vzdálenosti a event. jej předávat na synapsi jiné nervové buňce, žláze nebo svalu

Polarizace membrány axonu souvisí s přenosem vzruchu

Existencí spouštěcí úrovně je zajištěno, že malé náhodné depolarizace membrány nezpůsobují vznik akčních potenciálů. Na druhou stranu velikost hrotového potenciálu, tj. amplituda odezvy na dostatečný depolarizační podnět, nezávisí na velikosti tohoto stimulu. Říká se, že akční potenciál se chová podle zákona „vše nebo nic“. Vlastnosti stimulačního podnětu tedy nejsou při jeho axonálním přenosu kódovány v amplitudách akčních potenciálů, ale v jejich frekvenci zažíhání, tj. v počtu jednotlivých akčních potenciálů vygenerovaných v určité časové sérii. Vyplývá to ze závislosti některých vlastností akčního potenciálu na intenzitě depolarizačního podnětu, jako je latence a refrakterní období. Latence je časové zpoždění mezi začátkem podnětu do vzniku píku akčního potenciálu. Její existence vyplývá ze skutečnosti, že pro vyvolání vzruchu je nezbytná určitá minimální intenzita proudu (prahová intenzita) působící po určitou dobu; tato doba může být kratší při silnějším podnětu. Refrakterní období má dvě fáze:

1. absolutní refrakterní období, což je délka období po vzniku akčního potenciálu, během něhož je nemožné vyvolat další akční potenciál (trvá několik milisekund od dosažení spouštěcí úrovně do doby, kdy proběhne repolarizace asi z 1/3); následuje 2. relativní refrakterní období, kdy musí být podnět pro vyvolání dalšího akčního potenciálu větší než normálně (trvá přibližně do uzavření K + kanálů).

Akční potenciál nervové buňky změna, která nastává po dostatečném podráždění neuronu - zvýší se propustnost pro Na +, které změní záporný potenciál uvnitř neuronu na kladný - vzestupná fáze akčního potenciálu při návratu do původního stavu - Na + se vrací, současně proniká K + - sestupná fáze A/ tyto procesy probíhají na základě energie z gradientů - pasivní přenos nervový signál = vzruch, impuls Vedení vzruchu založeno ne principu konvergence i divergence (sbíhavost a rozbíhavosti) - jeden neuron může přijímat informace ze stovek neuronů a naopak i stovkám neuronů informaci předávat. Vedení vzruchu nervovými vlákny: s pochvou nahými počet nervových buněk od narození stejný, vlivem nepříznivých podmínek odumírají: Stařecká demence, Alzheimorova choroba Akční potenciál příčně pruhovaného svalu Klidový potenciál příčně pruhovaného svalu je přibližně –80 až –90 mV a akční potenciál dosáhne hodnoty kolem +20 až +30 mV; hodnota akčního potenciálu kosterního svalu je tedy přibližně 120 mV. Akční potenciál kosterního svalu trvá přibližně 10 ms a svým průběhem se velmi podobá akčnímu potenciálu nervového vlákna, který je však kratší (1 až 2 ms). Akční potenciál hladkého svalu Hladký sval nemá skutečný klidový potenciál, jeho hodnota neustále mírně kolísá. Udává se hodnota kolem –50 mV. Akční potenciál má hodnotu přibližně 60 mV a délka jeho trvání je poměrně značná: několik milisekund a 3 sekundy. Průběh může být různý podle typu svalu Akční potenciál srdečního svalu Vlákna sinoatriálního uzlu jsou velice propustná pro Na +, které vstupují do buňky, a snižují tak jejich klidový membránový potenciál (pouze –55 až –65 mV).

Tento proces snižování polarizace probíhá až do dosažení prahové hodnoty –40 mV – prepotenciál (spontánní depolarizace). Při této hodnotě se náhle otevřou sodíko-vápníkové kanály na buněčných membránách a proběhne akční potenciál. V průběhu depolarizace akčního potenciálu jsou K + kanály uzavřeny a opět se otevřou až při repolarizaci.

ZDROJE A PRAMENY RNDR.JAN JELÍNEK, RNDr. Vladimír Zicháček. Biologie pro gymnázia. Olomouc: Olomouc s.r.o., ISBN X. Obrázek 1-3 Action potential. [online]. [cit ]. Dostupné z: