Градуированный потенциал

Градуированные потенциалы — это изменения мембранного потенциала , которые варьируются в зависимости от размера стимула, а не по принципу « все или ничего» . Они включают в себя разнообразные потенциалы, такие как рецепторные потенциалы , электротонические потенциалы , подпороговые колебания мембранного потенциала , медленноволновой потенциал , кардиостимуляторные потенциалы и синаптические потенциалы . Величина градуированного потенциала определяется силой раздражителя. Они возникают в результате суммирования отдельных действий белков лиганд-управляемых ионных каналов и уменьшаются во времени и пространстве. ^[1] Они обычно не задействуют потенциал-управляемые натриевые и калиевые каналы , а могут вырабатываться нейротрансмиттерами, которые высвобождаются в синапсах, которые активируют лиганд-управляемые ионные каналы. ^[2] Они возникают в постсинаптических дендритах в ответ на пресинаптических нейронов возбуждение и высвобождение нейротрансмиттера или могут возникать в скелетных , гладких или сердечных мышцах в ответ на нервный импульс. Эти импульсы являются нарастающими и могут быть возбуждающими или тормозящими.

Лиганд-управляемые ионные каналы

Градуированные потенциалы обычно возникают в дендритах нейрона, где отсутствуют потенциалзависимые каналы. Это локализованные изменения мембранного потенциала в ответ на раздражители, например, на связывание нейротрансмиттеров с рецептором. Это связывание вызывает изменение конформации, которое активирует взаимодействие рецептора с белками. Эта реакция активирует открытие ионных каналов, что приводит к движению ионов Na+, K+, Ca2+ или Cl- через мембрану, создавая градуированные потенциалы. В отличие от потенциалов действия, градуированные потенциалы остаются в области, где произошла стимуляция, и каждый синапс будет либо возбуждающим, либо тормозящим. ^[3]

Возбуждающие постсинаптические потенциалы (ВПСП)

Градуированные потенциалы, которые делают мембранный потенциал менее отрицательным или более положительным, тем самым повышая вероятность наличия у постсинаптической клетки потенциала действия , называются возбуждающими постсинаптическими потенциалами (ВПСП). ^[4] Деполяризующие локальные потенциалы суммируются, и если напряжение достигает порогового потенциала , в этой клетке возникает потенциал действия.

ВПСП вызваны притоком Na ⁺ или Ca ²⁺ из внеклеточного пространства в нейрон или мышечную клетку. Когда пресинаптический нейрон имеет потенциал действия, Ca ²⁺ поступает в терминаль аксона через потенциал-зависимые кальциевые каналы и вызывает экзоцитоз синаптических везикул , вызывая высвобождение нейромедиатора. Передатчик диффундирует через синаптическую щель и активирует лиганд-управляемые ионные каналы, которые опосредуют ВПСП. Амплитуда ВПСП прямо пропорциональна количеству высвободившихся синаптических пузырьков.

Если ВПСП недостаточно велик, чтобы вызвать потенциал действия, мембрана впоследствии реполяризуется до своего мембранного потенциала покоя . Это показывает временный и обратимый характер градуированных потенциалов.

Тормозные постсинаптические потенциалы (ТПСП)

Градуированные потенциалы, которые делают мембранный потенциал более отрицательным и снижают вероятность наличия у постсинаптической клетки потенциала действия, называются тормозными постсинаптическими потенциалами (ТПСП). Гиперполяризация мембран обусловлена притоком Cl ⁻ или отток K ⁺. Как и в случае с ВПСП, амплитуда ТПСП прямо пропорциональна количеству высвободившихся синаптических везикул. ^[5]

Суммирование

Мембранный потенциал покоя обычно составляет около –70 мВ. Типичный нейрон имеет пороговый потенциал в диапазоне от –40 мВ до –55 мВ. Временное суммирование происходит, когда градуированные потенциалы внутри постсинаптической клетки возникают настолько быстро, что они накладываются друг на друга до того, как исчезнут предыдущие. Пространственное суммирование происходит, когда постсинаптические потенциалы соседних синапсов клетки возникают одновременно и суммируются. Потенциал действия возникает, когда суммированные ВПСП за вычетом суммированных ТПСП в области мембраны достигают порогового потенциала клетки.

Примечания

^ Мешер, Энтони Л. (2013). Текст и атлас основной гистологии Жункейры (13-е изд.). Макгроу Хилл-Образование. стр. 165–167. ISBN 978-0-07-180720-3 .
^ Слиш, Дональд Ф. (2018). Фармакология рекреационных наркотиков Неврология того, как действуют наркотики (1-е изд.). Соединенные Штаты Америки: Cognella, Inc., с. 26. ISBN 978-1-5165-0441-1 .
^ Слиш, Дональд Ф. (2018). Фармакология рекреационных наркотиков Неврология того, как действуют наркотики (1-е изд.). Соединенные Штаты Америки: Cognella, Inc., с. 26. ISBN 978-1-5165-0441-1 .
^ Беттс, Дж. Гордон; Дезе, Питер; Джонсон, Эдди; Джонсон, Джоди Э; Король, Оксана; Круз, Дин; По, Брэндон; Мудро, Джеймс; Уомбл, Марк Д; Янг, Келли А. (6 июля 2023 г.). Анатомия и физиология . Хьюстон: OpenStax CNX. 12.5 Связь между нейронами. ISBN 978-1-947172-04-3 .
^ Нарцисов Ярослав Р.; Ивонцин Леонид А (29 мая 2023 г.). «Математическое моделирование физиологических эффектов, вызванных пространственным полиморфизмом постсинаптической плотности рецепторов глицина» (PDF) . Математика (Базель) . 11 (11): 2499 - через Государственную библиотеку Фейнбурга в Платтсбурге.

Ссылки

Хилле, Бертиль (2001). Ионные каналы возбудимых мембран (3-е изд.). Сандерленд, Массачусетс: Синауэр. ISBN 0-87893-321-2 .

[1] Мешер, Энтони Л. (2013). Текст и атлас основной гистологии Жункейры (13-е изд.). Макгроу Хилл-Образование. стр. 165–167. ISBN 978-0-07-180720-3 .

[:0-2] Слиш, Дональд Ф. (2018). Фармакология рекреационных наркотиков Неврология того, как действуют наркотики (1-е изд.). Соединенные Штаты Америки: Cognella, Inc., с. 26. ISBN 978-1-5165-0441-1 .

[:02-3] Слиш, Дональд Ф. (2018). Фармакология рекреационных наркотиков Неврология того, как действуют наркотики (1-е изд.). Соединенные Штаты Америки: Cognella, Inc., с. 26. ISBN 978-1-5165-0441-1 .

[Openstax_Anatomy_&_Physiology_attribution-4] Беттс, Дж. Гордон; Дезе, Питер; Джонсон, Эдди; Джонсон, Джоди Э; Король, Оксана; Круз, Дин; По, Брэндон; Мудро, Джеймс; Уомбл, Марк Д; Янг, Келли А. (6 июля 2023 г.). Анатомия и физиология . Хьюстон: OpenStax CNX. 12.5 Связь между нейронами. ISBN 978-1-947172-04-3 .

[5] Нарцисов Ярослав Р.; Ивонцин Леонид А (29 мая 2023 г.). «Математическое моделирование физиологических эффектов, вызванных пространственным полиморфизмом постсинаптической плотности рецепторов глицина» (PDF) . Математика (Базель) . 11 (11): 2499 - через Государственную библиотеку Фейнбурга в Платтсбурге.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]