Kas ir darbības potenciāla ģenerēšana?

Darbības potenciāls ir relatīvā lādiņa izmaiņas dažu dzīvnieku un augu šūnu membrānā. Šūnas, kurām tiek pakļauts darbības potenciāls, sauc par uzbudināmām šūnām, un tās ietver nervu šūnas, muskuļu šūnas un endokrīnās sistēmas šūnas vai hormonus ražojošās sistēmas. Darbības potenciāla ģenerēšana ir process, kas izraisa lādiņa izmaiņas visā membrānā.

Darbības potenciāla veidošanā ir iesaistīti četri pamata posmi. Ja darbības potenciāls nenotiek, tiek uzskatīts, ka šūna atrodas atpūtas fāzē. Nervu šūnā relatīvais lādiņš šūnā šajā posmā ir aptuveni -70 milivolti (mV). Šūnas miera potenciālu uztur uzlādēti joni, kas atrodas šūnā un ap to. Nervu šūnām pozitīvi lādēti kālija joni ir atrodami ar šūnu membrānu, savukārt pozitīvi lādētie nātrija joni un negatīvi lādētie hlorīda joni atrodas ārpus šūnas.

Šūnā un ārpus tās atrodamo jonu līmeni kontrolē jonu vārti un sūkņi. Nervu šūnu miera potenciāla stadijā šūnā tiek iesūknēti kālija joni un izsūknēti nātrija joni. Šo jonu koncentrācija attiecībā pret otru ir tas, kas izraisa lādiņu pāri membrānai. Tiek uzskatīts, ka šajā laikā šūna ir polarizēta.

Lai iedarbinātu darbības potenciālu, lādiņš šūnā ir jāmaina. Kad šūnai tiek piemērots stimuls, tas var izraisīt depolarizāciju. Rīcības potenciāla ģenerēšanai nepieciešams stimuls, kas sasniedz vai pārsniedz noteiktu sliekšņa līmeni. Ja slieksnis netiek sasniegts, darbības potenciāls netiks ģenerēts. Darbības potenciāla lielums ir vienāds neatkarīgi no tā, vai slieksnis tiek sasniegts vai pārsniegts, tāpēc darbības potenciāla ģenerēšanu sauc par notikumu “viss vai neviens”.

Depolarizācijas laikā jonu kanāli atveras tā, ka nātrija joni ieplūst šūnā. Tas izraisa šūnu apgriezto uzlādi. Nervu šūnām darbības potenciāla ģenerēšanas slieksnis ir +40 mV lādiņš. Tas notiek mazāk nekā divās milisekundēs jeb divās sekundes tūkstošdaļās. Tiklīdz tiek radīts darbības potenciāls, sākas šīs šūnas membrānas zonas repolarizācija.

Kad darbības potenciāls ir iedarbināts vienā no šiem šūnu veidiem, tiek uzskatīts, ka tas izplatās paši. Tas nozīmē, ka darbības potenciāls vienā membrānas apgabalā stimulē šūnas sākt darbības potenciāla ģenerēšanas procesu blakus esošajā membrānas daļā. Rezultātā darbības potenciāls pārvietojas pa šūnas garumu.