Postsynaptisk potential - Postsynaptic potential

Postsynaptiska potentialer är förändringar i membranpotentialen för den postsynaptiska terminalen för en kemisk synaps . Postsynaptiska potentialer är graderade potentialer och bör inte förväxlas med åtgärdspotentialer även om deras funktion är att initiera eller hämma åtgärdspotentialer. De orsakas av att den presynaptiska neuronen släpper ut signalsubstanser från terminalbouton i slutet av en axon i den synaptiska klyftan . Neurotransmittorerna binder till receptorer på den postsynaptiska terminalen, som kan vara en neuron eller en muskelcell vid en neuromuskulär korsning . Dessa kallas kollektivt för postsynaptiska receptorer, eftersom de finns på membranet i den postsynaptiska cellen.

Jons roll

Ett sätt receptorer kan reagera på att vara bundna av en signalsubstans är att öppna eller stänga en jonkanal, så att joner kan komma in i eller lämna cellen. Det är dessa joner som förändrar membranpotentialen. Joner utsätts för två huvudkrafter, diffusion och elektrostatisk avstötning . Joner tenderar mot sin jämviktspotential , vilket är tillståndet där diffusionskraften avbryter kraften i elektrostatisk avstötning. När ett membran har sin jämviktspotential finns det inte längre en nettorörelse av joner. Två viktiga ekvationer som kan bestämma skillnader i membranpotential baserat på jonkoncentrationer är Nernst -ekvationen och Goldman -ekvationen .

Relation till åtgärdspotentialer

Neuroner har en vilopotential på cirka −70 mV. Om jonkanalens öppning resulterar i en nettovinst av positiv laddning över membranet sägs det att membranet är depolariserat , eftersom potentialen kommer närmare noll. Detta är en excitatorisk postsynaptisk potential (EPSP), eftersom den för neuronens potential närmare dess avfyrningströskel (cirka −55 mV).

Om å andra sidan öppningen av jonkanalen resulterar i en nettovinst av negativ laddning, flyttar detta potentialen längre från noll och kallas hyperpolarisering . Detta är en hämmande postsynaptisk potential (IPSP), eftersom den ändrar laddningen över membranet för att vara längre från avfyrningströskeln.

Neurotransmittorer är inte i sig excitatoriska eller hämmande: olika receptorer för samma signalsubstans kan öppna olika typer av jonkanaler.

EPSP och IPSP är övergående förändringar i membranpotentialen, och EPSP som härrör från sändarfrisättning vid en enda synaps är i allmänhet alldeles för liten för att utlösa en spik i den postsynaptiska neuronen. En neuron kan emellertid ta emot synaptiska insignaler från hundratals, om inte tusentals, andra neuroner, med varierande mängder samtidigt input, så den kombinerade aktiviteten av afferenta neuroner kan orsaka stora fluktuationer i membranpotential eller subtröskelvärde för membranpotentialsvingningar . Om den postsynaptiska cellen är tillräckligt depolariserad kommer en åtgärdspotential att inträffa. Till exempel, vid låga tröskelvärden spikar depolariseringar av kalciumkanalen av T-typ vid låga, negativa membrandepolarisationer, vilket resulterar i att neuron når tröskeln. Handlingspotentialer är inte betygsatta; de är alla eller inga svar.

Uppsägning

Postsynaptiska potentialer börjar avslutas när signalsubstansen lossnar från dess receptor. Receptorn kan sedan återgå till sitt tidigare strukturella tillstånd. Jonkanaler som hade öppnats av receptorn när signalsubstansen var bunden till den kommer nu att stängas. När kanalerna är stängda återgår jonerna till sina jämviktstillstånd och membranet återförs till sin jämviktspotential.

Algebraisk summering

Postsynaptiska potentialer är föremål för summering, rumsligt och/eller tidsmässigt.

Rumslig summering : Om en cell mottar inmatning vid två synapser som ligger nära varandra, läggs deras postsynaptiska potentialer ihop. Om cellen mottar två excitatoriska postsynaptiska potentialer kombineras de så att membranpotentialen depolariseras av summan av de två förändringarna. Om det finns två hämmande potentialer summerar de också, och membranet hyperpolariseras av den mängden. Om cellen mottar både inhiberande och excitatoriska postsynaptiska potentialer kan de avbryta, eller kan den ena vara starkare än den andra, och membranpotentialen kommer att förändras genom skillnaden mellan dem.

Temporal summering : När en cell tar emot ingångar som ligger nära varandra i tid, läggs de också ihop, även om de kommer från samma synaps. Således, om en neuron mottar en excitatorisk postsynaptisk potential, och sedan den presynaptiska neuronen avfyras igen och skapar en annan EPSP, depolariseras membranet i den postsynaptiska cellen med totalen av EPSP: erna.

Se även

externa länkar