תקופה רפרקטורית
תקופה רפרקטורית הוא מושג המציין את משך הזמן שלוקח לממברנת התא המגורה לחזור למצב מנוחה ולהיות מוכנה לגירוי נוסף. בפרק זמן זה לא ניתן לעורר פוטנציאל פעולה באותה פיסת ממברנה.[1]
התקופה הרפרקטורית מורכבת משני חלקים-תקופה רפרקטורית מוחלטת ותקופה רפרקטורית יחסית.
מנגנון
[עריכת קוד מקור | עריכה]פוטנציאל פעולה נובע מפתיחת תעלות נתרן מופעלות מתח. נתרן נכנס אל התא וגורם להקטנת הקיטוב החשמלי. התוצאה היא הגעת הממברנה לערך חיובי. בעקבות כך, תעלות הנתרן ,שנפתחו הודות לשינוי במתח, עוברות למצב חסום. פרק הזמן שבו תעלות הנתרן חסומות לא ניתן לעורר פוטנציאל פעולה. זוהי התקופה הרפרקטורית.[2]
סוגים
[עריכת קוד מקור | עריכה]תקופה רפרקטורית מוחלטת
[עריכת קוד מקור | עריכה]התקופה הרפרקטורית המוחלטת מתחילה מיד לאחר יריית פוטנציאל פעולה בנוירון. במהלך תקופה זו, הנוירון לא יכול לירות פוטנציאל פעולה נוסף, ללא תלות בעוצמת הגירוי המתקבל.הסיבה היא שתעלות הנתרן חסומות. הממברנה צריכה לחזור למצב מנוחה, כדי שיתפרץ פוטנציאל פעולה נוסף.[1][3]
תקופה רפרקטורית יחסית
[עריכת קוד מקור | עריכה]תקופה רפרקטורית יחסית מתרחשת לאחר התקופה הרפרקטורית המוחלטת. במהלך תקופה זו, חלק מתעלות הנתרן עוברות ממצב חסום למצב ביניים, הוא מצב סגור, ואז הן יכולות להיפתח שוב בתגובה לגירוי. מכיוון שהנוירון עדיין לא חזר לחלוטין למצב מנוחה, בתקופה הזאת הנוירון יכול לירות פוטנציאל פעולה נוסף, אך ורק אם יתקבל גירוי חזק יותר מהגירוי הקודם. במצב כזה המשרעת (אמפליטודה) של פוטנציאל הפעולה תהיה נמוכה יותר.[1]
חשיבות התקופה הרפרקטורית
[עריכת קוד מקור | עריכה]תקופה רפרקטורית (refractory period) בנוירונים משפיעה על תהליכים ביולוגיים בכמה דרכים:
- הולכה בכיוון אחד: ההולכה העצבית צריכה להיות יעילה, מהירה ומדויקת. ההובלה היא מגוף התא המצוי באקסון אל קצה האקסון, בסינפסה. התקופה הרפרקטורית מונעת מפוטנציאל הפעולה לחזור אחורנית לכיוון גוף התא.[3]
- הגבלת תדירות פוטנציאלי הפעולה: תקופה רפרקטורית מגבילה את קצב הירי של הגרויים בנוירונים. זה מאפשר להם לשלוט על תדירות המסרים שהם מעבירים. תהליך זה חשוב לתפקוד תקין של מערכת העצבים.
- הגנה מפני גירוי יתר: התקופה הרפרקטורית המוחלטת מונעת יריית פוטנציאל פעולה נוסף מיד לאחר ירייה קודמת. זה מסייע במניעת גירויי יתר שעלולים לגרום לנזק לתאים או לשבש את תפקוד המערכת העצבים.
- העברת מידע: תקופות רפרקטוריות מאפשרות תהליכים של עיבוד מידע במוח. כשתקופות אלו מפוקחות, נוירונים יכולים לתפקד בצורה טובה יותר ולהעביר מידע בצורה מסודרת ויעילה.
- השתנות גירויים: בתקופה הרפרקטורית היחסית, אם מופעל גירוי חזק דיו, נוירונים יכולים לירות פוטנציאל פעולה נוסף. זה מאפשר להם להגיב לשינויים בסביבה בצורה גמישה, תכונה חשובה לתפקוד יומיומי כמו תנועה, תגובה לכאב או למידע חדש.
- חשיבות בתהליכים פיזיולוגיים: לתקופות רפרקטוריות תפקוד חשוב בתהליכים פיזיולוגיים כמו מניעת התכווצות השרירים באופן לא מבוקר.[3]
מסקנה: תקופה רפרקטורית היא מרכיב חיוני בפיזיולוגיה של נוירונים, והיא משפיעה על תהליכים ביולוגיים רבים, כולל ויסות פעילות מערכת העצבים, תגובה לגירויים, והבטחת תפקוד תקין של תהליכים פיזיולוגיים שונים.[4]
תגובה רפרקטורית בשריר הלב
[עריכת קוד מקור | עריכה]תגובה הרפרקטורית בשריר הלב היא תהליך חשוב ביותר שמבטיח שהלב יתפקד בצורה תקינה וימנע התכווצויות לא רצויות או בלתי פוסקות.
בלב פוטנציאל הפעולה ממושך יותר הוא נמשך כ-200 מילישניות בהשוואה לפוטנציאל פעולה בנוירון שנמשך כ-2 מילישניות. פוטנציאל הפעולה בשריר הלב מתאפיין בשלב ראשון של דפולריזציה מהירה (פתיחת תעלות נתרן), ואחריו שלב של פוטנציאל פעולה ממושך (פתיחת תעלות סידן), שמאריך את הזמן שבו התאים פעילים.[4]
במהלך התכווצות הלב (סיסטולה), תאי שריר הלב (קרדיאומיוציטים) מייצרים פוטנציאל פעולה, שמוביל להתכווצות. לאחר מכן, מתחילה התקופה רפרקטורית, שבה תעלות הנתרן נסגרות ותעלות האשלגן נפתחות, מה שמוביל להחזרת המתח למצב המנוחה. גם בשריר הלב קיימת בתקופה רפרקטורית מוחלטת, שבה התאים אינם יכולים לירות פוטנציאל פעולה נוסף ותקופה רפרקטורית יחסית בה התאים יכולים לירות פוטנציאל פעולה נוסף רק אם הגירוי הוא חזק מספיק.[5]
חשיבות התקופה הרפקטורית בשריר הלב
[עריכת קוד מקור | עריכה]
- מניעת התכווצויות בלתי רצוניות: התקופה הרפרקטורית המוחלטת מונעת מהלב להתכווץ שוב מיד אחרי התכווצות. זה חשוב כדי להבטיח שהלב יוכל להתמלא בדם לפני שיתכווץ שוב.
- סנכרון התכווצות הלב: תקופה זו מסייעת לתאם את פעולת חדרי הלב (החדרים והעליות) ומונעת התכווצויות לא מסונכרנות.
- קשיים פיזיולוגיים: בעיות בתקופה הרפרקטורית יכולות להוביל לפרפור עליות, להפרעות קצב לב, כמו טכיקרדיה (דופק מהיר מדי) או פיברילציה (התכווצויות לא מסונכרנות). מצבים אלה יכולים להיות מסוכנים ונדרשת התערבות רפואית.
- תרופות: תרופות מסוימות יכולות להשפיע על התקופה הרפרקטורית בשריר הלב. לדוגמה, חוסמי תעלות סידן יכולים להאריך את התקופה הרפרקטורית, וכך להועיל במצבים של הפרעות קצב.[4]
הרדמה מקומית
[עריכת קוד מקור | עריכה]חומרי הרדמה מקומית מאריכים את התקופה הרפרקטורית על ידי קשירה לתעלות נתרן שנפתחות במהלך דפולריזציה של קרום התא, ובכך מונעים את זרימת יוני הנתרן הדרושה להולכת אות עצבי. חסימה זו מאריכה את תהליך האינאקטיבציה (השבתה) של התעלות, כך שנדרש פוטנציאל ממברנה שלילי יותר לשחזור פעילותן הרגילה, מה שמוביל להארכת התקופה הרפרקטורית. בנוסף, בתדרים גבוהים יותר של דחפים עצביים, מספר גדול יותר של תעלות נתרן נשאר פתוח למשך זמן ארוך יותר, מה שמגביר את קשירת חומר ההרדמה ומאריך עוד יותר את התקופה הרפרקטורית. תופעה זו גורמת להקטנת גובה פוטנציאל הפעולה. נוצר מצב שבו חסימת ההולכה העצבית מתחזקת ככל שתדירות הגירוי עולה.[6]
הערות שוליים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- ^ 1 2 3 A. Robert Martin et al, From Neuron to Brain, Oxford University Press, 2021, עמ' 125, 140
- ^ Cecie Starr, Ralph Taggart, Christian Evers, Lisa Starr, ביולוגיה: האחידות והמגוון של החיים. Biology The Unity and Diverity of Life תרגום האוניברסיטה הפתוחה, ישראל: האוניברסיטה הפתוחה, 2013, עמ' 546-547
- ^ 1 2 3 Maria Vasileiou, Refractory periods, Kenhub.com (באנגלית)
- ^ 1 2 3 CV Pharmacology | Calcium-Channel Blockers (CCBs), cvpharmacology.com
- ^ Alex Yartsev, Ionic basis of spontaneous electrical activity of cardiac muscle | Deranged Physiology, derangedphysiology.com (באנגלית)
- ^ A. Scholtz, Mechanisms of (local) anaesthetics on voltage -gated sodium and other ion channels, British journal of anaesthesia 89, 2002, עמ' 52+61