Periodo refrattario

Il Periodo refrattario è la fase in cui la riattivazione dei neuroni non è possibile dopo l'arrivo di un potenziale d'azione. Queste fasi refrattarie impediscono la diffusione retrograda dell'eccitazione nel corpo umano. In cardiologia esiste un disturbo del periodo refrattario, ad esempio con fenomeni come la fibrillazione ventricolare.

Qual è il periodo refrattario?

La biologia comprende il periodo refrattario o la fase refrattaria come il tempo di recupero dei neuroni depolarizzati. Questo tempo di recupero corrisponde al periodo in cui nessun nuovo potenziale d'azione può essere attivato su una cellula nervosa appena depolarizzata. La cellula nervosa non può reagire di nuovo a uno stimolo durante il periodo refrattario.

In relazione al periodo refrattario dei neuroni, viene fatta una distinzione tra i periodi refrattari assoluti e relativi, che sono direttamente adiacenti l'uno all'altro. L'attivazione di un potenziale d'azione è limitata solo durante il periodo refrattario relativo, ma non impossibile. In senso stretto, solo il periodo refrattario assoluto e l'associata impossibilità di un nuovo potenziale d'azione deve essere inteso come periodo refrattario effettivo.

Al di fuori della medicina, il periodo refrattario gioca un ruolo principalmente per quanto riguarda gli aggregati reattivi allo stimolo e, in questo contesto, soddisfa la definizione medica.

In cardiologia, il periodo refrattario può anche significare un'altra connessione. I pacemaker non sono autorizzati a stimolarsi e devono supportare il ritmo naturale del battito cardiaco che è ancora presente. A tal fine, il riconoscimento del segnale nei pacemaker è disattivato per periodi di tempo definiti. Questi periodi di disattivazione sono anche periodi refrattari dal punto di vista cardiologico.

Funzione e compito

Le cellule nervose reagiscono all'eccitazione generando potenziali d'azione. Questa generazione avviene attraverso complessi processi biochimici e bioelettrici negli anelli di costrizione dei neuroni. Il potenziale d'azione viene trasmesso da un anello all'altro e di conseguenza salta lungo le vie nervose. Questo processo è descritto con il termine conduzione di eccitazione salata.

La trasmissione di un potenziale d'azione depolarizza la membrana del neurone a valle. Quando la membrana è depolarizzata oltre il suo potenziale di riposo, i canali del sodio dipendenti dalla tensione del neurone si aprono. Solo l'apertura di questi canali genera il potenziale d'azione nel neurone successivo, che depolarizza la successiva cellula nervosa.

Dopo l'apertura, i canali si chiudono automaticamente. Dopo questo processo, non sono pronti per essere riaperti per un po 'di tempo. La cellula nervosa deve prima far defluire gli ioni di potassio e quindi ripolarizzare nuovamente la propria membrana al di sotto di -50 mV.

Solo questa ripolarizzazione consente un'altra depolarizzazione. I canali del sodio possono quindi essere riattivati ​​solo al termine della ripolarizzazione. Pertanto, la cellula non può più rispondere agli stimoli prima della completa ripolarizzazione.

Durante il periodo refrattario assoluto, non può essere attivato alcun potenziale d'azione, indipendentemente dalla forza dello stimolo. Durante questo periodo, tutti i canali dipendenti dalla tensione si trovano in uno stato disattivato e chiuso, che dura circa due ms. Questa fase è seguita dal relativo periodo refrattario, durante il quale alcuni canali del sodio hanno nuovamente raggiunto uno stato attivabile per la ripolarizzazione iniziata, sebbene siano ancora chiusi.In questa fase, i potenziali d'azione possono essere attivati ​​se c'è una forza di stimolo corrispondentemente alta. Anche in questo caso, l'ampiezza dei potenziali d'azione e la ripidità della depolarizzazione sono basse.

Il periodo refrattario limita la frequenza massima dei potenziali d'azione. In questo modo, il corpo impedisce la diffusione retrograda dell'eccitazione neuronale. Il periodo refrattario protegge il cuore, ad esempio, da una sequenza troppo rapida di contrazioni che potrebbero causare il collasso del sistema cardiovascolare.

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Malattie e disturbi

Probabilmente il disturbo più noto in relazione al periodo refrattario è la fibrillazione ventricolare del muscolo cardiaco. A differenza dei muscoli scheletrici, l'incapacità di aderire al periodo refrattario per il muscolo cardiaco porta a conseguenze pericolose per la vita. Quando l'elettricità viene trasmessa a un muscolo scheletrico, si contrae. All'aumentare della corrente, aumenta anche la contrazione. Un forte stimolo innesca quindi una reazione altrettanto forte nei muscoli scheletrici.

Questa relazione non si applica al muscolo cardiaco. Si contrae solo quando lo stimolo è abbastanza forte. Se non è abbastanza forte, non ci sarà contrazione. Quando la corrente aumenta, il battito cardiaco non diventa più forte allo stesso tempo e una volta che si è verificato un battito cardiaco c'è un periodo refrattario di 0,3 secondi. I muscoli scheletrici possono quindi contrarsi o essere permanentemente tesi in rapida successione, mentre il muscolo cardiaco non è in grado di farlo.

Durante il periodo refrattario, le camere del cuore si riempiono di sangue. Durante la successiva contrazione questo sangue viene nuovamente espulso. Se il periodo refrattario del cuore scende al di sotto della durata di circa 0,3 secondi, il sangue insufficiente scorre nelle camere cardiache. Di conseguenza, con il battito cardiaco successivo viene emesso di nuovo poco sangue.

Poco prima della fine del periodo refrattario, le fibre muscolari della conduzione cardiaca sono già parzialmente eccitate. Se uno stimolo raggiunge il muscolo cardiaco durante questo periodo, il cuore risponde con un battito cardiaco accelerato. Inizia la fibrillazione ventricolare. Il battito cardiaco accelerato fa muovere a malapena il sangue attraverso l'organismo. Non è più possibile rilevare un impulso.

Anche il periodo refrattario del cuore gioca un ruolo in relazione a vari farmaci. L'amiodarone antiaritmico di classe III, ad esempio, prolunga il periodo refrattario del miocardio ventricolare e atriale.