Postsynaptisk potensial - Postsynaptic potential

Postsynaptiske potensialer er endringer i membranpotensialet til den postsynaptiske terminalen til en kjemisk synapse . Postsynaptiske potensialer er graderte potensialer , og bør ikke forveksles med handlingspotensialer, selv om deres funksjon er å starte eller hemme handlingspotensialer. De er forårsaket av at det presynaptiske nevronet frigjør nevrotransmittere fra terminalbouton på enden av et axon inn i den synaptiske kløften . Nevrotransmitterne binder seg til reseptorer på den postsynaptiske terminalen, som kan være et nevron eller en muskelcelle ved et nevromuskulært kryss . Disse blir samlet referert til som postsynaptiske reseptorer, siden de er på membranen til den postsynaptiske cellen.

Ionenes rolle

En måte reseptorer kan reagere på å være bundet av en nevrotransmitter er å åpne eller lukke en ionekanal, slik at ioner kan komme inn i eller forlate cellen. Det er disse ionene som endrer membranpotensialet. Ioner er utsatt for to hovedkrefter, diffusjon og elektrostatisk frastøtning . Ioner vil ha en tendens til deres likevektspotensial , som er tilstanden der diffusjonskraften avbryter kraften til elektrostatisk frastøtning. Når en membran er i likevektspotensial, er det ikke lenger en netto bevegelse av ioner. To viktige ligninger som kan bestemme membranpotensialforskjeller basert på ionekonsentrasjoner er Nernst -ligningen og Goldman -ligningen .

Forholdet til handlingspotensialer

Nevroner har et hvilepotensial på omtrent -70 mV. Hvis åpningen av ionekanalen resulterer i en netto forsterkning av positiv ladning over membranen, sies det at membranen er depolarisert , ettersom potensialet kommer nærmere null. Dette er et eksitatorisk postsynaptisk potensial (EPSP), ettersom det bringer nevronens potensial nærmere avfyringsterskelen (ca. -55 mV).

Hvis derimot åpningen av ionekanalen resulterer i en netto forsterkning av negativ ladning, flytter dette potensialet lenger fra null og omtales som hyperpolarisering . Dette er et hemmende postsynaptisk potensial (IPSP), ettersom det endrer ladningen over membranen for å være lenger fra avfyringsterskelen.

Nevrotransmittere er ikke iboende eksitatoriske eller hemmende: forskjellige reseptorer for den samme nevrotransmitteren kan åpne forskjellige typer ionekanaler.

EPSPs og IPSPs er forbigående endringer i membranpotensialet, og EPSPer som følge av senderfrigivelse ved en enkelt synapse er generelt altfor små til å utløse en økning i det postsynaptiske nevronet. Imidlertid kan et nevron motta synaptiske innganger fra hundrevis, om ikke tusenvis av andre nevroner, med varierende mengder samtidig inngang, slik at den kombinerte aktiviteten til afferente nevroner kan forårsake store svingninger i membranpotensial eller membranpotensialsvingninger . Hvis den postsynaptiske cellen er tilstrekkelig depolarisert, vil det oppstå et handlingspotensial . For eksempel forekommer depolarisasjoner ved lavterskel toppene ved T-type kalsiumkanal ved lave, negative membrandepolarisasjoner, noe som resulterer i at nevronet når terskelen. Handlingspotensialer er ikke gradert; de er alt-eller-ingen svar.

Avslutning

Postsynaptiske potensialer begynner å bli avsluttet når nevrotransmitteren løsner fra reseptoren. Reseptoren kan deretter gå tilbake til sin tidligere strukturelle tilstand. Ionkanaler som hadde blitt åpnet av reseptoren da nevrotransmitteren var bundet til den, vil nå lukke. Når kanalene er lukket, går ioner tilbake til likevektstilstandene, og membranen returneres til likevektspotensialet.

Algebraisk summering

Postsynaptiske potensialer er gjenstand for summering, romlig og/eller tidsmessig.

Romlig summering : Hvis en celle mottar input ved to synapser som er i nærheten av hverandre, legger deres postsynaptiske potensialer seg sammen. Hvis cellen mottar to eksitatoriske postsynaptiske potensialer, kombineres de slik at membranpotensialet depolariseres av summen av de to endringene. Hvis det er to hemmende potensialer, summerer de også, og membranen hyperpolariseres med den mengden. Hvis cellen mottar både hemmende og eksitatoriske postsynaptiske potensialer, kan de avbrytes, eller den ene kan være sterkere enn den andre, og membranpotensialet vil endres med forskjellen mellom dem.

Midlertidig summering : Når en celle mottar innganger som er tett i tide, blir de også lagt sammen, selv om de er fra samme synapse. Således, hvis et nevron mottar et eksitatorisk postsynaptisk potensial, og deretter skyter det presynaptiske nevronet igjen og skaper en annen EPSP, så blir membranen til den postsynaptiske cellen depolarisert av totalen av EPSPene.

Se også

Eksterne linker