Perioada refractară

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 23 septembrie 2019; verificările necesită 5 modificări .

În electrofiziologie , perioada refractară (perioada de refractare) este [1] perioada de timp după apariția unui potențial de acțiune pe o membrană excitabilă , timp în care excitabilitatea membranei scade și apoi revine treptat la nivelul inițial.

Perioada refractară absolută este intervalul în care țesutul excitabil este incapabil să genereze un potențial de acțiune repetat (AP), indiferent cât de puternic ar fi stimulul inițial.

Perioada refractară relativă este intervalul în care țesutul excitabil își recapătă treptat capacitatea de a genera un potențial de acțiune. În timpul perioadei relative refractare, un stimul mai puternic decât cel care a provocat primul AP poate duce la formarea unui AP repetat .

Motive pentru refractaritatea unei membrane biologice excitabile

Perioada refractară se datorează comportării canalelor de sodiu și potasiu dependente de tensiune ale membranei excitabile .

În timpul conducerii unui potențial de acțiune, canalele ionice de sodiu și potasiu dependente de tensiune trec de la o stare la alta. Canalele de sodiu au trei stări principale - închis , deschis și inactivat . Canalele de potasiu au două stări principale - închis și deschis .

Când membrana este depolarizată în timpul conducerii potențialului de acțiune, canalele de sodiu după starea deschisă (la care începe AP, formată din curentul de Na + care intră) intră temporar într-o stare inactivată, iar canalele de potasiu se deschid și rămân deschise o perioadă de timp. după sfârșitul AP, creând un curent de ieșire de potasiu, aducând potențialul membranei la nivelul inițial.

Ca urmare a inactivării canalelor de sodiu, are loc o perioadă refractară absolută . Mai târziu, când o parte din canalele de sodiu au părăsit deja starea inactivată, poate apărea PD. Cu toate acestea, apariția sa necesită stimuli foarte puternici, deoarece, în primul rând, există încă puține canale de sodiu „funcționale”, iar în al doilea rând, canalele de potasiu deschise creează un curent K + de ieșire , iar curentul de sodiu de intrare trebuie să îl blocheze pentru ca PD să apară - aceasta este perioada refractară relativă .

Calcul perioadei refractare

Perioada refractară poate fi calculată și descrisă grafic prin calcularea mai întâi a comportamentului canalelor Na+ și K+ dependente de tensiune. Comportamentul acestor canale, la rândul său, este descris în termeni de conductanță și calculat în termeni de coeficienți de transfer.

Conductivitate pentru potasiu (K+) pe unitate de suprafață [S/cm²] $G_K$

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

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

Unde:

$\alpha_{n}$ este coeficientul de transfer de la starea închisă la cea deschisă pentru canalele K+ [1/s];

$\beta_n$ este coeficientul de transfer de la starea deschisă la cea închisă pentru canalele K+ [1/s];

n este fracția de canale K+ în stare deschisă;

(1 - n) - fracțiunea canalelor K + în stare închisă

Conductivitate pentru sodiu pe unitate de suprafață [S/cm²] $G_{{Na}}$

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

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

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

Unde:

$\alpha _{m)$ este coeficientul de transfer de la starea închisă la starea deschisă pentru canalele Na+ [1/s];

$\beta _{m)$ este coeficientul de transfer de la starea deschisă la starea închisă pentru canalele Na+ [1/s];

m este fracția canalelor Na+ în stare deschisă;

(1 - m) - fracțiunea canalelor Na+ în stare închisă;

$\alpha _{h}$ este coeficientul de transfer de la starea inactivată la starea neinactivată pentru canalele Na+ [1/s];

$\beta _{h}$ este coeficientul de transfer de la starea neinactivată la starea inactivată pentru canalele Na+ [1/s];

h este fracția de canale Na+ în starea neinactivată;

(1 - h) este fracția de canale Na+ în stare inactivată.

Consecințele refractarității unei membrane biologice excitabile

În mușchiul inimii, perioada de refractare durează până la 500 ms, ceea ce ar trebui considerat drept unul dintre factorii care limitează frecvența de reproducere a semnalelor biologice, însumarea acestora și viteza de conducere. Când temperatura se schimbă sau acțiunea anumitor medicamente, se poate modifica durata perioadelor refractare, care este utilizată pentru a controla excitabilitatea țesutului, de exemplu, excitabilitatea mușchiului inimii: prelungirea perioadei refractare relative duce la o scădere. în ritmul cardiac și eliminarea tulburărilor de ritm cardiac.

Note

↑ Fiziologia umană / Per. din engleză / Ed. R. Schmidt și G. Thevs. - M .: Mir, 2005. - ISBN 5-03-003575-3 .