3.8.3 – Az akciós potenciál eltérései a szövetekben – Unterschiede des Aktionspotentials in den Geweben
1. Az akciós potenciál alapmintázata minden ingerelhető sejtben azonos, időbeli lefolyása azonban szövetről szövetre jellegzetesen különbözik. – Das Grundmuster des Aktionspotentials (potentiale actionis) ist in allen erregbaren Zellen dasselbe, sein zeitlicher Ablauf unterscheidet sich jedoch von Gewebe zu Gewebe in kennzeichnender Weise.
2. Az idegroston a legrövidebb és a legmeredekebb: a tüske körülbelül egy ezredmásodperc alatt lezajlik, ami a gyors és sűrű jelváltásnak kedvez. – In der Nervenfaser ist es am kürzesten und am steilsten: der Zacken läuft in etwa einer Millisekunde ab, was einem schnellen und dichten Signalwechsel entgegenkommt.
3. A vázizomrostban a folyamat valamivel hosszabb, néhány ezredmásodperces, és a tüskét elnyújtott negatív utópotenciál követi, amelynek kialakulásában a rost belsejébe hatoló csatornarendszer folyamatai játszanak szerepet. – In der Skelettmuskelfaser ist der Vorgang etwas länger, einige Millisekunden, und dem Zacken folgt ein lang gezogenes negatives Nachpotential, an dessen Entstehung die Vorgänge in dem ins Faserinnere reichenden Kanalsystem beteiligt sind.
4. A szívizomsejt akciós potenciálja egészen más képet mutat: a gyors felszálló szár után a görbe nem esik vissza, hanem hosszan, csaknem vízszintesen elnyúlik, és ezt a szakaszt plató fázisnak nevezzük. – Das Aktionspotential der Herzmuskelzelle bietet ein ganz anderes Bild: nach dem raschen aufsteigenden Schenkel fällt die Kurve nicht zurück, sondern zieht sich lange und beinahe waagerecht hin, und diesen Abschnitt bezeichnen wir als Plateauphase.
5. A platót a lassú, feszültségfüggő kalciumcsatornákon beáramló kalciumionok tartják fenn, miközben a káliumvezetőképesség átmeneti csökkenése is hozzájárul a görbe elnyújtásához. – Das Plateau wird von den durch die langsamen, spannungsgesteuerten Kalziumkanäle einströmenden Kalziumionen (calcium) aufrechterhalten, wobei auch die vorübergehende Abnahme der Kaliumleitfähigkeit zur Streckung der Kurve beiträgt.
6. Az időtartamok különbsége szemléletes: a kamrai izomsejt akciós potenciálja 200–300 ezredmásodpercig tart, tehát nagyságrendileg kétszázszor hosszabb az idegrost tüskéjénél. – Der Unterschied der Zeitdauern ist anschaulich: das Aktionspotential der Kammermuskelzelle dauert 200 bis 300 Millisekunden, ist also größenordnungsmäßig zweihundertmal länger als der Zacken der Nervenfaser.
7. Ennek első következménye a nagyon hosszú refrakter szak: a szívizomsejt csaknem az egész összehúzódás ideje alatt ingerelhetetlen marad. – Die erste Folge davon ist die sehr lange Refraktärzeit (periodus refractaria): die Herzmuskelzelle bleibt fast während der gesamten Kontraktion unerregbar.
8. Ebből következik a második, létfontosságú következmény is: a szívizom nem hozható tartós összehúzódásba, mert az újabb inger még az elernyedés előtt hatástalan marad. – Daraus ergibt sich auch die zweite, lebenswichtige Folge: der Herzmuskel kann nicht in eine Dauerkontraktion versetzt werden, weil ein erneuter Reiz noch vor der Erschlaffung wirkungslos bleibt.
9. A szív ingerképző sejtjeiben a nyugalmi potenciál nem állandó: a repolarizáció után a membrán magától, lassan újra depolarizálódni kezd, ezt lassú előzetes depolarizációnak nevezzük. – In den Schrittmacherzellen des Herzens ist das Ruhepotential nicht konstant: nach der Repolarisation beginnt sich die Membran von selbst langsam wieder zu depolarisieren, dies bezeichnen wir als langsame Vordepolarisation.
10. Amikor ez a lassú emelkedés eléri a küszöböt, akciós potenciál keletkezik – külső inger nélkül, pusztán a sejt saját törvényei szerint, és ez a saját ritmus a szívverés forrása. – Wenn dieser langsame Anstieg die Schwelle erreicht, entsteht ein Aktionspotential – ohne äußeren Reiz, allein nach den eigenen Gesetzen der Zelle, und dieser Eigenrhythmus ist die Quelle des Herzschlags.
11. A simaizomsejtekben az akciós potenciál lassú, alakja pedig változékony: egyes helyeken hullámzó alapvonalon ülő rövid tüskék, máshol elnyújtott, plató jellegű potenciálok figyelhetők meg. – In den glatten Muskelzellen ist das Aktionspotential langsam und seine Form wechselnd: an manchen Stellen sind kurze Zacken auf einer wellenförmigen Grundlinie, andernorts lang gezogene, plateauartige Potentiale zu beobachten.
12. A mirigysejtek is válaszolnak potenciálváltozással: ingerlésükkor a membrán depolarizálódik vagy hiperpolarizálódik, de a változás rendszerint helyi marad, és nem tovaterjedő akciós potenciál formájában jelentkezik. – Auch die Drüsenzellen antworten mit einer Potentialänderung: bei ihrer Reizung wird die Membran depolarisiert oder hyperpolarisiert, doch die Änderung bleibt in der Regel örtlich und tritt nicht in Form eines fortgeleiteten Aktionspotentials auf.
13. Az érzéksejtekben az inger először receptorpotenciált hoz létre, amelynek nagysága az inger erősségével arányosan nő vagy csökken. – In den Sinneszellen erzeugt der Reiz zunächst ein Rezeptorpotential, dessen Größe mit der Reizstärke proportional zunimmt oder abnimmt.
14. A receptorpotenciál tehát fokozatos, helyhez kötött és a távolsággal elhaló válasz, az akciós potenciál viszont mindent vagy semmit jellegű, mindig azonos nagyságú és veszteség nélkül tovaterjedő jel. – Das Rezeptorpotential ist also eine abgestufte, ortsgebundene und mit der Entfernung abklingende Antwort, das Aktionspotential dagegen ein Signal nach der Alles-oder-nichts-Regel, stets von gleicher Größe und verlustfrei fortgeleitet.
15. Ugyanez a különbség áll fenn a szinaptikus potenciál esetében is: az átvivő anyag hatására keletkező posztszinaptikus potenciál fokozatos, összegezhető és rövid életű, és csak akkor vezet akciós potenciálhoz, ha a rost küszöbét eléri. – Derselbe Unterschied besteht auch beim synaptischen Potential: das durch den Überträgerstoff entstehende postsynaptische Potential ist abgestuft, summierbar und kurzlebig, und es führt nur dann zu einem Aktionspotential, wenn es die Schwelle der Faser erreicht.
16. Röviden összefoglalva: a receptorpotenciál és a posztszinaptikus potenciál fokozatos, helyi és összegezhető válasz, az akciós potenciál pedig mindent vagy semmit jellegű, egységes és tovaterjedő jel. – Kurz zusammengefasst: das Rezeptorpotential und das postsynaptische Potential sind abgestufte, örtliche und summierbare Antworten, das Aktionspotential dagegen ist ein Signal nach der Alles-oder-nichts-Regel, einheitlich und fortgeleitet.
17. A szövetek különbségei mögött így egyetlen közös elv húzódik meg: ugyanaz a membránmechanizmus más-más időzítéssel más-más feladatot lát el – gyors hírvivést, tartós összehúzódást vagy saját ütem megadását. – Hinter den Unterschieden der Gewebe steht somit ein einziges gemeinsames Prinzip: derselbe Membranmechanismus erfüllt mit unterschiedlicher Zeitgestaltung unterschiedliche Aufgaben – schnelle Nachrichtenübermittlung, dauerhafte Kontraktion oder die Vorgabe eines eigenen Taktes.
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1. Az akciós potenciál alapmintázata minden ingerelhető sejtben azonos, időbeli lefolyása azonban szövetről szövetre jellegzetesen különbözik.
2. Az idegroston a legrövidebb és a legmeredekebb: a tüske körülbelül egy ezredmásodperc alatt lezajlik, ami a gyors és sűrű jelváltásnak kedvez.
3. A vázizomrostban a folyamat valamivel hosszabb, néhány ezredmásodperces, és a tüskét elnyújtott negatív utópotenciál követi, amelynek kialakulásában a rost belsejébe hatoló csatornarendszer folyamatai játszanak szerepet.
4. A szívizomsejt akciós potenciálja egészen más képet mutat: a gyors felszálló szár után a görbe nem esik vissza, hanem hosszan, csaknem vízszintesen elnyúlik, és ezt a szakaszt plató fázisnak nevezzük.
5. A platót a lassú, feszültségfüggő kalciumcsatornákon beáramló kalciumionok tartják fenn, miközben a káliumvezetőképesség átmeneti csökkenése is hozzájárul a görbe elnyújtásához.
6. Az időtartamok különbsége szemléletes: a kamrai izomsejt akciós potenciálja 200–300 ezredmásodpercig tart, tehát nagyságrendileg kétszázszor hosszabb az idegrost tüskéjénél.
7. Ennek első következménye a nagyon hosszú refrakter szak: a szívizomsejt csaknem az egész összehúzódás ideje alatt ingerelhetetlen marad.
8. Ebből következik a második, létfontosságú következmény is: a szívizom nem hozható tartós összehúzódásba, mert az újabb inger még az elernyedés előtt hatástalan marad.
9. A szív ingerképző sejtjeiben a nyugalmi potenciál nem állandó: a repolarizáció után a membrán magától, lassan újra depolarizálódni kezd, ezt lassú előzetes depolarizációnak nevezzük.
10. Amikor ez a lassú emelkedés eléri a küszöböt, akciós potenciál keletkezik — külső inger nélkül, pusztán a sejt saját törvényei szerint, és ez a saját ritmus a szívverés forrása.
11. A simaizomsejtekben az akciós potenciál lassú, alakja pedig változékony: egyes helyeken hullámzó alapvonalon ülő rövid tüskék, máshol elnyújtott, plató jellegű potenciálok figyelhetők meg.
12. A mirigysejtek is válaszolnak potenciálváltozással: ingerlésükkor a membrán depolarizálódik vagy hiperpolarizálódik, de a változás rendszerint helyi marad, és nem tovaterjedő akciós potenciál formájában jelentkezik.
13. Az érzéksejtekben az inger először receptorpotenciált hoz létre, amelynek nagysága az inger erősségével arányosan nő vagy csökken.
14. A receptorpotenciál tehát fokozatos, helyhez kötött és a távolsággal elhaló válasz, az akciós potenciál viszont mindent vagy semmit jellegű, mindig azonos nagyságú és veszteség nélkül tovaterjedő jel.
15. Ugyanez a különbség áll fenn a szinaptikus potenciál esetében is: az átvivő anyag hatására keletkező posztszinaptikus potenciál fokozatos, összegezhető és rövid életű, és csak akkor vezet akciós potenciálhoz, ha a rost küszöbét eléri.
16. Röviden összefoglalva: a receptorpotenciál és a posztszinaptikus potenciál fokozatos, helyi és összegezhető válasz, az akciós potenciál pedig mindent vagy semmit jellegű, egységes és tovaterjedő jel.
17. A szövetek különbségei mögött így egyetlen közös elv húzódik meg: ugyanaz a membránmechanizmus más-más időzítéssel más-más feladatot lát el — gyors hírvivést, tartós összehúzódást vagy saját ütem megadását.
(aufklappen)német
1. Das Grundmuster des Aktionspotentials (potentiale actionis) ist in allen erregbaren Zellen dasselbe, sein zeitlicher Ablauf unterscheidet sich jedoch von Gewebe zu Gewebe in kennzeichnender Weise.
2. In der Nervenfaser ist es am kürzesten und am steilsten: der Zacken läuft in etwa einer Millisekunde ab, was einem schnellen und dichten Signalwechsel entgegenkommt.
3. In der Skelettmuskelfaser ist der Vorgang etwas länger, einige Millisekunden, und dem Zacken folgt ein lang gezogenes negatives Nachpotential, an dessen Entstehung die Vorgänge in dem ins Faserinnere reichenden Kanalsystem beteiligt sind.
4. Das Aktionspotential der Herzmuskelzelle bietet ein ganz anderes Bild: nach dem raschen aufsteigenden Schenkel fällt die Kurve nicht zurück, sondern zieht sich lange und beinahe waagerecht hin, und diesen Abschnitt bezeichnen wir als Plateauphase.
5. Das Plateau wird von den durch die langsamen, spannungsgesteuerten Kalziumkanäle einströmenden Kalziumionen (calcium) aufrechterhalten, wobei auch die vorübergehende Abnahme der Kaliumleitfähigkeit zur Streckung der Kurve beiträgt.
6. Der Unterschied der Zeitdauern ist anschaulich: das Aktionspotential der Kammermuskelzelle dauert 200 bis 300 Millisekunden, ist also größenordnungsmäßig zweihundertmal länger als der Zacken der Nervenfaser.
7. Die erste Folge davon ist die sehr lange Refraktärzeit (periodus refractaria): die Herzmuskelzelle bleibt fast während der gesamten Kontraktion unerregbar.
8. Daraus ergibt sich auch die zweite, lebenswichtige Folge: der Herzmuskel kann nicht in eine Dauerkontraktion versetzt werden, weil ein erneuter Reiz noch vor der Erschlaffung wirkungslos bleibt.
9. In den Schrittmacherzellen des Herzens ist das Ruhepotential nicht konstant: nach der Repolarisation beginnt sich die Membran von selbst langsam wieder zu depolarisieren, dies bezeichnen wir als langsame Vordepolarisation.
10. Wenn dieser langsame Anstieg die Schwelle erreicht, entsteht ein Aktionspotential — ohne äußeren Reiz, allein nach den eigenen Gesetzen der Zelle, und dieser Eigenrhythmus ist die Quelle des Herzschlags.
11. In den glatten Muskelzellen ist das Aktionspotential langsam und seine Form wechselnd: an manchen Stellen sind kurze Zacken auf einer wellenförmigen Grundlinie, andernorts lang gezogene, plateauartige Potentiale zu beobachten.
12. Auch die Drüsenzellen antworten mit einer Potentialänderung: bei ihrer Reizung wird die Membran depolarisiert oder hyperpolarisiert, doch die Änderung bleibt in der Regel örtlich und tritt nicht in Form eines fortgeleiteten Aktionspotentials auf.
13. In den Sinneszellen erzeugt der Reiz zunächst ein Rezeptorpotential, dessen Größe mit der Reizstärke proportional zunimmt oder abnimmt.
14. Das Rezeptorpotential ist also eine abgestufte, ortsgebundene und mit der Entfernung abklingende Antwort, das Aktionspotential dagegen ein Signal nach der Alles-oder-nichts-Regel, stets von gleicher Größe und verlustfrei fortgeleitet.
15. Derselbe Unterschied besteht auch beim synaptischen Potential: das durch den Überträgerstoff entstehende postsynaptische Potential ist abgestuft, summierbar und kurzlebig, und es führt nur dann zu einem Aktionspotential, wenn es die Schwelle der Faser erreicht.
16. Kurz zusammengefasst: das Rezeptorpotential und das postsynaptische Potential sind abgestufte, örtliche und summierbare Antworten, das Aktionspotential dagegen ist ein Signal nach der Alles-oder-nichts-Regel, einheitlich und fortgeleitet.
17. Hinter den Unterschieden der Gewebe steht somit ein einziges gemeinsames Prinzip: derselbe Membranmechanismus erfüllt mit unterschiedlicher Zeitgestaltung unterschiedliche Aufgaben — schnelle Nachrichtenübermittlung, dauerhafte Kontraktion oder die Vorgabe eines eigenen Taktes.