Potenziale postsinaptico - Postsynaptic potential

I potenziali postsinaptici sono cambiamenti nel potenziale di membrana del terminale postsinaptico di una sinapsi chimica . I potenziali postsinaptici sono potenziali graduati e non devono essere confusi con i potenziali d'azione sebbene la loro funzione sia quella di avviare o inibire i potenziali d'azione. Sono causati dal neurone presinaptico che rilascia neurotrasmettitori dal bottone terminale all'estremità di un assone nella fessura sinaptica . I neurotrasmettitori si legano ai recettori sul terminale postsinaptico, che può essere un neurone o una cellula muscolare nel caso di una giunzione neuromuscolare . Questi sono indicati collettivamente come recettori postsinaptici, poiché si trovano sulla membrana della cellula postsinaptica.

Il ruolo degli ioni

Un modo in cui i recettori possono reagire all'essere legati da un neurotrasmettitore è aprire o chiudere un canale ionico, consentendo agli ioni di entrare o uscire dalla cellula. Sono questi ioni che alterano il potenziale di membrana. Gli ioni sono soggetti a due forze principali, la diffusione e la repulsione elettrostatica . Gli ioni tenderanno al loro potenziale di equilibrio , che è lo stato in cui la forza di diffusione annulla la forza di repulsione elettrostatica. Quando una membrana è al suo potenziale di equilibrio, non c'è più un movimento netto di ioni. Due importanti equazioni che possono determinare le differenze di potenziale di membrana in base alle concentrazioni di ioni sono l' equazione di Nernst e l' equazione di Goldman .

Relazione con i potenziali d'azione

I neuroni hanno un potenziale di riposo di circa -70 mV. Se l'apertura del canale ionico determina un guadagno netto di carica positiva attraverso la membrana, si dice che la membrana è depolarizzata , poiché il potenziale si avvicina allo zero. Questo è un potenziale postsinaptico eccitatorio (EPSP), poiché avvicina il potenziale del neurone alla sua soglia di scarica (circa -55 mV).

Se invece l'apertura del canale ionico determina un guadagno netto di carica negativa, questo sposta ulteriormente il potenziale da zero e viene chiamato iperpolarizzazione . Questo è un potenziale postsinaptico inibitorio (IPSP), poiché modifica la carica attraverso la membrana per essere più lontana dalla soglia di accensione.

I neurotrasmettitori non sono intrinsecamente eccitatori o inibitori: diversi recettori per lo stesso neurotrasmettitore possono aprire diversi tipi di canali ionici.

Gli EPSP e gli IPSP sono cambiamenti transitori nel potenziale di membrana e gli EPSP risultanti dal rilascio del trasmettitore in una singola sinapsi sono generalmente troppo piccoli per innescare un picco nel neurone postsinaptico. Tuttavia, un neurone può ricevere input sinaptici da centinaia, se non migliaia, di altri neuroni, con quantità variabili di input simultanei, quindi l'attività combinata dei neuroni afferenti può causare grandi fluttuazioni nel potenziale di membrana o oscillazioni del potenziale di membrana sottosoglia . Se la cellula postsinaptica è sufficientemente depolarizzata, si verificherà un potenziale d'azione . Ad esempio, nei picchi a bassa soglia le depolarizzazioni da parte del canale del calcio di tipo T si verificano a basse depolarizzazioni di membrana negative che portano il neurone a raggiungere la soglia. I potenziali d'azione non sono classificati; sono tutte o nessuna risposte.

Cessazione

I potenziali postsinaptici iniziano a terminare quando il neurotrasmettitore si stacca dal suo recettore. Il recettore è quindi libero di tornare al suo stato strutturale precedente. I canali ionici che erano stati aperti dal recettore quando il neurotrasmettitore era legato ad esso ora si chiuderanno. Una volta chiusi i canali, gli ioni ritornano ai loro stati di equilibrio e la membrana torna al suo potenziale di equilibrio.

Somma algebrica

I potenziali postsinaptici sono soggetti a sommazione, spazialmente e/o temporalmente.

Somma spaziale : se una cellula riceve input da due sinapsi vicine, i loro potenziali postsinaptici si sommano. Se la cellula riceve due potenziali postsinaptici eccitatori, questi si combinano in modo che il potenziale di membrana sia depolarizzato dalla somma dei due cambiamenti. Se ci sono due potenziali inibitori, anche loro sommano e la membrana è iperpolarizzata di quella quantità. Se la cellula riceve potenziali postsinaptici sia inibitori che eccitatori, possono annullarsi o uno può essere più forte dell'altro e il potenziale di membrana cambierà per la differenza tra loro.

Somma temporale : quando una cellula riceve input ravvicinati nel tempo, anche questi vengono sommati, anche se dalla stessa sinapsi. Quindi, se un neurone riceve un potenziale postsinaptico eccitatorio, e poi il neurone presinaptico si attiva di nuovo, creando un altro EPSP, allora la membrana della cellula postsinaptica viene depolarizzata dal totale degli EPSP.

Guarda anche

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