Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑cyan

Refrakcja

Bodźce progowebodziec progowyBodźce progowe lub wyższe indukują w neuronach szereg zmian prowadzących do wygenerowania potencjałów czynnościowychpotencjał czynnościowypotencjałów czynnościowych, podczas których obserwowana jest zmienia pobudliwośćpobudliwośćpobudliwość komórki nerwowej. Okresy zmniejszonej pobudliwości neuronu, lub przejściowego jej braku, nazwano refrakcją. W czasie potencjału czynnościowego najpierw pojawia się okres refrakcji bezwzględnej, a następnie okres refrakcji względnej.

Typy refrakcji:

Refrakcja bezwzględna

czas całkowitej niepobudliwości komórki nerwowej, niezależnie od siły działającego na nią bodźca. Ten typ refrakcji przypada na dwie pierwsze fazy potencjału czynnościowego: okres depolaryzacjidepolaryzacjadepolaryzacjirepolaryzacjirepolaryzacjarepolaryzacji. Przyczyną zaniku pobudliwości neuronu jest trwający przepływ jonów przez błonę komórkową, którego żaden nowy bodziec (nawet nadprogowybodziec nadprogowynadprogowy) nie może zmienić tzn. zahamować ani usprawnić. Ponowny napływ jonów sodowych możliwy jest dopiero po osiągnięciu przez komórkę nerwową potencjału błonowego zbliżonego do wartości spoczynkowej, czyli pod koniec fazy repolaryzacji. Czas trwania refrakcji bezwzględnej wynosi około 1‑2 ms

Refrakcja względna

czas zmniejszonej pobudliwości komórki nerwowej. W neuronie może zostać wygenerowany kolejny potencjał czynnościowy, ale po spełnieniu ściśle określonych warunków. W tym okresie najmniejsza siła bodźca umożliwiająca wygenerowanie kolejnego potencjału czynnościowego musi być większa od bodźca progowego. Oznacza to, że w czasie refrakcji względnej bodziec progowy jest niewystarczający do zainicjowania zmian prowadzących do pojawienia się nowego potencjału czynnościowego. Refrakcja względna rozpoczyna się po zakończeniu refrakcji bezwzględnej czyli w początkowym okresie hiperpolaryzacjihiperpolaryzacjahiperpolaryzacji. Kończy się po osiągnięciu przez błonę wartości potencjału spoczynkowegopotencjał spoczynkowypotencjału spoczynkowego.

Podczas hiperpolaryzacji wartość potencjału błonowego jest niższa od potencjału spoczynkowego, dlatego bodźce, które mogłyby doprowadzić do powstania potencjału czynnościowego, muszą być w tym czasie silniejsze od bodźców progowych. Jeśli potencjał spoczynkowy neuronu wynosi –60 mV, a potencjał progowy –40 mV, to najniższy bodziec (bodziec progowy) zdolny wywołać potencjał czynnościowy w tym przypadku musi mieć wartość 20 mV.

Jednak, gdy błona komórkowa tego neuronu ulegnie hiperpolaryzacji do wartości –70 mV uzyskanie wartości progowej potencjału błonowego, po której mogłoby dojść do wygenerowania potencjału czynnościowego, wymagać będzie większej bezwzględnej zmiany potencjału niż w czasie spoczynku – w opisanej sytuacji 30 mV.

Zatem, aby wywołać potencjał czynnościowy w czasie refrakcji względnej, konieczne jest zadziałanie na komórkę nerwową bodźca silniejszego niż bodziec progowy, czyli bodźca nadprogowego. Czas trwania refrakcji względnej wynosi kilka milisekund

bg‑blue

Znaczenie fizjologiczne refrakcji

Zjawisko refrakcji bezwzględnej warunkuje maksymalną częstotliwość z jaką neuron może generować potencjały czynnościowe w danej jednostce czasu. Biorąc pod uwagę czas trwania refrakcji bezwzględnej maksymalna częstotliwość pojawiania się potencjałów czynnościowych w neuronie może wynosić 1000 na sekundę.

Zwykle jednak częstotliwość pojawiania się potencjałów czynnościowych w komórkach nerwowych nie przekracza 100‑200 na sekundę, ponieważ powrót do pełnej pobudliwości neuronu po przejściu potencjału czynnościowego (powrót do stanu spoczynkowego, po okresie refrakcji bezwzględnej i względnej) obserwowany jest dopiero po upływie 5‑10 ms. Zjawisko refrakcji nie tylko ogranicza liczbę potencjałów czynnościowych, które mogą zostać wygenerowane przez neuron, ale również uniemożliwia ich sumowanie (nakładanie się).

Słownik

bodziec nadprogowy
bodziec nadprogowy

bodziec silniejszy niż bodziec progowy

bodziec progowy
bodziec progowy

najsłabszy bodziec zdolny do wywołania w komórce nerwowej określonej reakcji w danych warunkach

depolaryzacja
depolaryzacja

obniżenie elektroujemnego potencjału wnętrza komórki nerwowej

hiperpolaryzacja
hiperpolaryzacja

krótkotrwały stan nadmiernej polaryzacji błony komórkowej. Błona osiąga wtedy potencjał ok. −80 mV i nie jest zdolna do przewodzenia impulsu

pobudliwość
pobudliwość

zdolność reagowania na działający bodziec

potencjał czynnościowy
potencjał czynnościowy

krótkotrwała zmiana potencjału błonowego komórki nerwowej z ujemnego na dodatni, związana z przekazywaniem informacji

potencjał spoczynkowy
potencjał spoczynkowy

komórka niepobudzona. Miedzy wnętrzem komórki, a środowiskiem zewnętrznym istnieje różnica ładunków elektrycznych. Zewnętrzna powierzchnia błony neuronu jest naładowana dodatnio, a wewnętrzna – ujemnie

repolaryzacja
repolaryzacja

proces odwrotny do depolaryzacji mający na celu przywrócenie właściwej polaryzacji komórki nerwowej oraz wartości spoczynkowej potencjału błonowego