Avainero – absoluuttinen vs. suhteellinen tulenkestoaika
Hermoimpulssin toimintapotentiaali viittaa ilmiöön, jossa hermoimpulssi välittyy hermosolun läpi. Se on seurausta natrium-ionien (Na+) ja kalium-ionien (K+) konsentraatioiden erosta kalvon poikki. Toimintapotentiaalissa on kolme päävaihetta; depolarisaatio, repolarisaatio ja hyperpolarisaatio. Refraktaarinen jakso on ajanjakso, joka seuraa välittömästi hermoimpulssin välittymistä tai toimintapotentiaalia. Tätä pidetään myös yhden toimintapotentiaalin tyypillisenä palautumisajana ennen toista. Fysiologiassa on kahta päätyyppiä tulenkestäviä jaksoja; absoluuttinen tulenkestävä jakso ja suhteellinen tulenkestävä jakso. Absoluuttinen tulenkestävä jakso viittaa aikajaksoon, jonka natriumkanavat pysyvät passiivisina. Suhteellinen tulenkestävä jakso on ilmiö, jossa natriumporttikanavat siirtyvät inaktiivisesta tilastaan suljettuun tilaan, joka valmistelee kanavat aktivoitumaan. Sitten kalvo saa kyvyn käynnistää toisen signaalin hermovälitystä varten. Keskeinen ero absoluuttisen ja suhteellisen tulenkestävän ajanjakson välillä perustuu natriumioni-avainnoituihin kanaviin. Absoluuttinen tulenkestävä jakso on ajanjakso, jolloin natriumporttikanavat ovat täysin inaktiivisia, kun taas suhteellinen tulenkestävä jakso on aikajakso, jolloin inaktiiviset natriumkanavat siirtyvät aktiiviseen muotoon hyväksyäkseen toisen signaalin.
Mikä on absoluuttinen tulenkestoaika?
Absoluuttinen tulenkestävä jakso viittaa ajanjaksoon, jonka aikana natriumionikanavat ovat täysin passiivisia. Tämä tapahtuu erittäin nopeasti ja spontaanisti natriumionikanavien avautumisen jälkeen. Kun natriumionikanavat inaktivoituvat, ne eivät pääse välittömästi takaisin aktiiviseen tilaan. Siten natrium-ionikanavien aktivoimiseen vaadittavaa alkupalautusaikaa kuvataan absoluuttisena tulenkestävänä ajanjaksona. Tämä prosessi on jännitteestä riippuvainen prosessi. Absoluuttinen tulenkestävä ajanjakso voi kestää 1-2 millisekuntia, kun taas kokonaispalautusjakso kestää noin 3-4 millisekuntia.
Absoluuttisen tulenkestävän jakson aikana toista toimintapotentiaalia ei käynnistetä, koska natriumionikanavat ovat täysin inaktivoituneita. Siksi mitään ylimääräisiä depolarisaatioärsykkeitä ei tapahdu tänä aikana. Neuronit eivät ole innoissaan tänä aikana. Siten hermosolujen kiihtyvyys on nolla absoluuttisen tulenkestävän jakson aikana.
Kuva 01: Tulenkestävä jakso
Aktiopotentiaalin taajuuden suhteen hermoimpulssin siirron aikana absoluuttinen refraktaarinen jakso määrittää toimintapotentiaalin maksimitaajuuden aksonin plasmakalvoa pitkin. Siksi tämä on vastuussa toimintapotentiaalin ylärajan asettamisesta kulloinkin. Tällä ilmiöllä on fysiologinen merkitys. Absoluuttisen tulenkestävän ajanjakson avulla voidaan ennustaa hermoston tapaa reagoida erilaisiin korkeataajuisiin ärsykkeisiin ja määrittää sen vaikutukset eri efektorielimiin tai lihaksiin.
Mikä on suhteellinen tulenkestoaika?
Absoluuttisen tulenkestävän ajanjakson päätyttyä natriumionikanavat alkavat aktivoitua, mikä on toipumisjakson viimeinen vaihe. Natriumionikanavat vaativat paljon voimakkaamman signaalin palautuakseen takaisin aktiiviseen muotoon täydellisestä inaktiivisesta tilastaan.
Jaksoa, jonka aikana vahvempi signaali vastaanotetaan natriumionikanavien aktivoimiseksi, kutsutaan suhteelliseksi tulenkestojaksoksi. Tämä muodostaa täydellisen tulenkestävän jakson loppuosan. Kaliumin ioniläpäisevyys pysyy kalvon lepopotentiaaliarvon yläpuolella suhteellisen tulenkestävän jakson aikana. Tämä johtaa jatkuvaan kalium-ionien virtaukseen ulos solusta. Tämä aktivoi prosessin ja toinen signaali tulee sisään.
Mitä yhtäläisyyksiä absoluuttisen ja suhteellisen tulenkestävän ajanjakson välillä on?
- Sekä absoluuttinen refraktaarinen jakso että suhteellinen refraktaarinen jakso ovat komponentteja refraktaarisesta ajanjaksosta, joka tapahtuu hermoimpulssin välittymisen aikana.
- Sekä absoluuttinen tulenkestoaika että suhteellinen tulenkestoaika ovat riippuvaisia natrium- ja kaliumionikanavista.
Mitä eroa on absoluuttisella ja suhteellisella tulenkestojaksolla?
Absoluuttinen vs. suhteellinen tulenkestoaika |
|
| Absoluuttinen tulenkestävä jakso viittaa aikajaksoon, jonka natriumkanavat pysyvät passiivisina. | Suhteellinen tulenkestävä jakso on ilmiö, jossa natriumporteilla varustetut kanavat siirtyvät inaktiivisesta tilastaan suljettuun tilaan, joka valmistelee kanavat aktivoitavaksi. |
| Stimulus | |
| Absoluuttisen tulenkestävän jakson aikana ärsyke ei tuota toista toimintapotentiaalia. | Suhteellisen tulenkestävän jakson aikana ärsykkeen on oltava tavallista voimakkaampi toimintapotentiaalin tuottamiseksi. |
| Ionikanavien osallistuminen | |
| Natriumionikanavat ovat täysin passiivisia absoluuttisen tulenkestävän jakson aikana. | Kalium-ionikanavat ovat aktiivisia, ja kaliumin virtaus ulos kennosta tapahtuu suhteellisen tulenkestävän ajanjakson aikana. |
Yhteenveto – Absoluuttinen vs. suhteellinen tulenkestoaika
Tulenkestävä ajanjakso hermoimpulssin siirron aikana on luonnehdittu absoluuttiseksi refraktaariseksi ajanjaksoksi ja suhteelliseksi refraktaariseksi ajanjaksoksi. Absoluuttisen tulenkestävän jakson aikana Na+ kanavat ovat täysin passiivisia eivätkä siksi voi käynnistää toimintapotentiaalia. Suhteellisen tulenkestävän ajanjakson aikana Na+ kanavat käyvät läpi palautumisjakson, jonka aikana ne siirtyvät aktiiviseen tilaan. Tätä prosessia varten tarvitaan paljon vahvempi toinen ärsyke. Tämä on ero absoluuttisen ja suhteellisen tulenkestoajan välillä.
Lataa PDF-tiedosto absoluuttisesta vs. suhteellisesta tulenkestävästä ajanjaksosta
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä: Ero absoluuttisen ja suhteellisen tulenkestoajan välillä
