심장 박동은 의학적으로나 은유 적으로 다른 어떤 단일 개념이나 과정보다 생명 현상과 더 강하게 연관되어있을 것입니다. 사람들이 무생물이나 추상적 인 개념에 대해 토론 할 때 "그녀의 선거 캠페인에는 여전히 맥박 "과"스타 플레이어를 잃었을 때 팀의 가능성은 평평 해졌습니다 "는 문제가"살아있다 "인지 아니면 아니. 그리고 응급 의료 요원이 쓰러진 피해자를 발견했을 때 가장 먼저 확인하는 것은 피해자의 맥박이 있는지 여부입니다.
심장이 뛰는 이유는 간단합니다. 전기입니다. 그러나 생물학 세계의 많은 것들과 마찬가지로 전기적 활동이 심장을 펌핑하도록하는 정확하고 조정 된 방식은 몸의 조직을 향한 생명의 혈액은 1 분에 70 회 정도, 결국 수십 년 동안 하루에 10 만회에 걸쳐 매우 우아합니다. 조작. 모든 것은 활동 잠재력,이 경우 심장 활동 전위. 생리 학자들은이 사건을 네 단계로 나눴습니다.
활동 잠재력은 무엇입니까?
세포막은 막의 인지질 이중층을 가로 질러 전기 화학적 구배로 알려진 것을 가지고 있습니다. 이 구배는 멤브레인에 내장 된 단백질 "펌프"에 의해 유지되며 일부 유형의 이온 (하전 된 입자)을 멤브레인을 통해 하나의 유사한 "펌프"는 다른 유형의 이온을 반대 방향으로 이동시켜 하전 입자가 "흐르고 싶어하는"상황을 초래합니다. 당신이 반복적으로 그것을 똑바로 던질 때 당신에게 돌아가고 싶어하는 공처럼 공기. 이러한 이온에는 나트륨 (Na+), 칼륨 (K+) 및 칼슘 (Ca2+). 칼슘 이온은 나트륨 이온 또는 칼륨 이온의 두 배인 두 단위의 순 양전하를 갖습니다.
이 기울기가 어떻게 유지되는지 이해하기 위해 놀이터에있는 개가 가로 질러 한 방향으로 움직이는 상황을 상상해보십시오. 인접한 우리의 염소는 다른 동물로 옮겨지고, 각 유형의 동물은 그 자리로 돌아 가려는 의도를 가지고 있습니다. 시작되었습니다. 두 마리의 개가 염소 영역으로 이동할 때마다 염소 세 마리가 개 영역으로 이동하면 누구든지 울타리를 가로 지르는 포유류의 불균형을 지속적으로 유지하고 있습니다. 시각. 자신이 선호하는 장소로 돌아 가려고하는 염소와 개는 지속적으로 밖으로 "펌핑"됩니다. 이 비유는 불완전하지만 세포막이 막 전위라고도하는 전기 화학적 구배를 유지하는 방법에 대한 기본적인 설명을 제공합니다. 보시다시피이 계획에 참여하는 1 차 이온은 나트륨과 칼륨입니다.
안 활동 잠재력 "파급 효과"로 인한이 막 전위의 가역적 변화입니다. 갑작스런 이온 확산으로 인해 발생하는 전류는 구배. 즉, 특정 조건은 정상 상태의 멤브레인 이온 불균형을 방해하고 이온이 "원하는"방향, 즉 펌프에 대해 많은 수로 흐르게 할 수 있습니다. 이것은 신경 세포 (뉴런이라고도 함) 또는 심장 세포를 따라 움직이는 활동 전위를 유도합니다. 한 쪽 끝이 거의 팽팽하게 잡힌 줄을 따라 파도가 이동하는 것과 같은 일반적인 방법 "휙휙."
멤브레인은 일반적으로 전하 구배를 전달하기 때문에 편광 된 것으로 간주됩니다. 다른 극단을 특징으로합니다 (한 쪽은 더 음전하, 다른 것). 활동 전위는 탈분극에 의해 촉발되며, 이는 느슨하게 정상적인 전하 불균형을 일시적으로 취소하거나 평형을 회복하는 것으로 해석됩니다.
활동 잠재력의 다른 단계는 무엇입니까?
0에서 4까지 번호가 매겨진 5 개의 심장 활동 잠재력 단계가 있습니다 (과학자들은 때때로 이상한 아이디어를 얻습니다).
단계 0 막의 탈분극과 "빠른"(즉, 고 유량) 나트륨 채널의 개방입니다. 칼륨 흐름도 감소합니다.
1 단계 빠른 나트륨 채널이 닫힐 때 나트륨 이온 통로의 급격한 감소로 인한 막의 부분 재분극입니다.
2 단계 이다 고원 단계, 칼슘 이온이 세포 밖으로 이동하면 탈분극이 유지됩니다. 이 단계에서 막을 가로 지르는 전하가 거의 변하지 않기 때문에 그 이름을 얻었습니다.
3 단계 나트륨과 칼슘 채널이 닫히고 막 전위가 기준 수준으로 돌아 감에 따라 재분극입니다.
4 단계 Na + / K + 이온 펌프의 작업 결과로 소위 -90 밀리 볼트 (mV)의 휴지 전위에서 멤브레인을 봅니다. 셀 내부의 전위는 외부의 전위에 비해 음수이고 후자는 0 기준 프레임으로 처리되기 때문에 값은 음수입니다. 왜냐하면 두 개의 칼륨 이온이 세포로 펌핑 될 때마다 세 개의 나트륨 이온이 세포 밖으로 펌핑되기 때문입니다. 이러한 이온은 +1의 등가 전하를 가지므로이 시스템은 양전하의 순 유출 또는 유출을 초래합니다.
심근과 활동 잠재력
그렇다면이 모든 이온 펌핑과 세포막 파괴는 실제로 무엇을 초래할까요? 심장의 전기적 활동이 심장 박동으로 어떻게 변환되는지 설명하기 전에 이러한 박동을 생성하는 근육을 검사하는 것이 좋습니다.
심장 (심장) 근육은 인체에있는 세 종류의 근육 중 하나입니다. 나머지 두 개는 골격근으로, 자발적인 제어 (예: 상완의 이두근)이며 매끄 럽습니다. 의식적으로 통제되지 않는 근육 (예: 소화 음식을 움직이는 장 벽의 근육 을 따라서). 모든 유형의 근육은 많은 유사점을 공유하지만 심장 근육 세포는 부모 기관의 고유 한 요구를 충족하는 고유 한 특성을 가지고 있습니다. 우선, 심장의 "박동"의 시작은 특별한 심장 근육 세포 또는 심장 근육 세포에 의해 조절됩니다. 심박 조율기 세포. 이 세포는 외부 신경 입력이없는 경우에도 심장 박동의 속도를 제어합니다. 자가 리듬. 이것은 신경계로부터의 입력이 없더라도 전해질 (즉, 앞서 언급 한 이온)이 존재하는 한 이론적으로 심장이 여전히 뛰는 것을 의미합니다. 물론, 심장 박동의 속도 (맥박수라고도 함)는 상당히 다양합니다. 교감 신경계, 부교감 신경계 및 호르몬.
심장 근육은 또한 심근. 심근 수축 세포와 심근 전도 세포의 두 가지 유형이 있습니다. 짐작 하셨겠지만, 수축 세포는 수축 신호를 전달하는 전도 세포의 영향을 받아 혈액을 펌핑하는 역할을합니다. 99 %의 심근 세포는 수축성이며, 1 %만이 전도에 전념합니다. 이 비율은 작업을 수행하는 데 사용할 수있는 대부분의 심장을 올바르게 남겨 두지 만, 이는 또한 세포를 형성하는 세포의 결함을 의미합니다. 심장 전도 시스템은 장기가 대체 전도 경로를 사용하여 우회하기 어려울 수 있습니다. 많은. 전도 세포는 수축과 관련된 다양한 단백질이 필요하지 않기 때문에 일반적으로 수축 세포보다 훨씬 작습니다. 심장 근육 활동 잠재력의 충실한 실행에만 관여하면됩니다.
4 단계 탈분극이란?
이 기간은 이완기 또는 심장 근육 수축 사이의 간격에 해당하기 때문에 심장 근육 세포 잠재력의 4 단계를 확장기 간격이라고합니다. 심장 박동의 쿵쾅 거리는 소리를 듣거나 느낄 때마다 이것은 수축기라고 불리는 심장 수축의 끝입니다. 심장 박동이 빠를수록 수축-이완주기의 일부가 수축기에 소비되지만, 전력을 다해 운동하고 맥박을 200으로 밀고있는 경우에도 마찬가지입니다. 당신의 심장은 대부분의 시간 동안 여전히 이완기에 있으며, 4 단계는 심장 활동 전위의 가장 긴 단계가되며, 전체적으로 약 300 밀리 초 (3/10 둘째). 활동 전위가 진행중인 동안에는 심장 세포의 동일한 부분에서 다른 활동 전위를 시작할 수 없습니다. 막, 의미가 있습니다. 일단 시작되면 잠재력이 심근을 자극하는 역할을 마칠 수 있어야합니다. 축소.
위에서 언급했듯이 4 단계 동안 막을 가로 지르는 전위는 약 -90mV의 값을 갖습니다. 이 값은 수축 세포에 적용됩니다. 전도 셀의 경우 -60mV에 가깝습니다. 분명히 이것은 안정된 평형 값이 아니며 그렇지 않으면 심장이 전혀 뛰지 않을 것입니다. 대신 신호가 수축성 세포막을 가로 지르는 값의 음수를 약 -65mV로 낮추면 나트륨 이온 유입을 촉진하는 막의 변화를 유발합니다. 이 시나리오는 막의 교란이 양전하 값 방향의 세포는 내부를 더욱더 만드는 변화를 일으 킵니다. 양. 이들을 통해 나트륨 이온이 안쪽으로 돌진하면서 전압 게이트 이온 채널 세포막에서 근세포는 단계 0에 들어가고 전압 수준은 약 + 30mV의 활동 전위 최대 값에 접근하여 약 120mV의 단계 4에서 총 전압 변동을 나타냅니다.
고원 단계 란 무엇입니까?
활동 전위의 2 단계를 고원 단계라고도합니다. 위상 4와 마찬가지로 멤브레인을 가로 지르는 전압이 거의 안정된 위상을 나타냅니다. 그러나 4 단계의 경우와 달리 이것은 균형을 잡는 요인 단계에서 발생합니다. 이들 중 첫 번째는 내부로 유입되는 나트륨 (0 단계에서 급속한 유입 후 0으로 가늘어지지 않은 유입)과 유입되는 칼슘으로 구성됩니다. 다른 하나는 세 가지 유형의 외부 정류기 전류 (느림, 중급 및 빠름), 모두 칼륨 운동을 특징으로합니다. 이 정류기 전류는 궁극적으로 심장 근육의 수축에 대한 원인입니다. 칼슘 이온이 세포 수축성 단백질 (예: 액틴, 트로포 닌)의 활성 부위에 결합하여 동작.
2 단계는 칼슘과 나트륨의 내부 흐름이 중단되고 칼륨의 외부 흐름 (정류기 전류)이 계속되어 세포를 재분극으로 밀면 종료됩니다.
심장 세포 활동 잠재력의 변칙
심장 세포 활동 전위는 신경의 활동 전위와 여러면에서 다릅니다. 한 가지 가장 중요한 것은 훨씬 더 길다는 것입니다. 이것은 본질적으로 안전 요소입니다. 심장 세포 활동 전위가 더 길기 때문에 이것은 새로운 활동 전위가 발생하는 기간, 즉 불응 성 기간도 더 길다는 것입니다. 이는 최대 속도로 작동 할 때에도 심장이 부드럽게 접촉하도록하기 때문에 중요합니다. 보통의 근육 세포는 이러한 특성이 없기 때문에 파상풍 수축, 경련 등으로 이어집니다. 골격근이 이렇게 행동하면 불편하지만 심근이 똑같이 행동하면 치명적일 것입니다.