Ocena brak

Potencjał czynnościowy

Autor /gruszka Dodano /20.05.2014

Potencjał czynnościowy jest świadectwem pobudzenia neuronu (najczęściej wskutek aktywności synaps, znajdujących się na jego ciele komórkowym i den-drytach). Analizę potencjału czynnościowego z początku prowadzono na olbrzymich aksonach kałamamicy, których rozmiary (średnica osiąga nawet 1 mm) ułatwiały badania. Wkrótce okazało się, że fundamentalne cechy potencjału są wspólne dla wszystkich neuronów, zarówno u bezkręgowców, jak i kręgowców. Do odkrycia i wyjaśnienia podstawowych mechanizmów w dużym stopniu przyczyniło się zastosowanie w badaniach wspomnianych w poprzednim podrozdziale toksyn, selektywnie blokujących poszczególne rodzaje kanałów jonowych.

Bodziec (lub suma bodźców) działający na neuron powoduje ruch jonów (np. Na+) przez błonę komórkową, którego efektem jest miejscowa depolaryzacja. Jeżeli bodziec jest słaby (bodziec podprogowy), to po krótkim czasie następuje powrót do potencjału spoczynkowego i'nie dochodzi do wyzwolenia potencjału iglicowego (ryc. 1.6). Jeżeli zaś bodziec jest wystarczająco silny (bodziec nadprogowy), to depolaryzacja osiąga potencjał progowy (zwykle 10-20 mV powyżej potencjału spoczynkowego, czyli ok. -55 mV), przy którym dochodzi do szybkiego otwierania się bramkowanych napięciem kanałów sodowych (aktywacja sodowa). Powoduje to gwałtowny napływ jonów Na+ do wnętrza neuronu i dalszą depolaryzację. Potencjał błony osiąga wartość dodatnią (ok. +35 mV), tzw. nadstrzał. Aktywowane kanały sodowe ulegają stopniowo inaktywacji, a dodatkowo, z niewielkim opóźnieniem, depolaryzacja progowa powoduje otwarcie kanałów potasowych, przez które jony K+ wydostają się z neuronu (aktywacja potasowa). Oba te procesy powodują powrót do stanu początkowego, czyli repolaryzację błony komórkowej. Czas trwania iglicy potencjału w różnych neuronach wynosi od 0,5 do 2 ms. Cechą charakterystyczną potencjału czynnościowego jest fakt, że zawsze pojawia się zgodnie z prawem „wszystko albo nic”. Bodziec podprogowy jest nieefektywny, natomiast przekroczenie progu depolaryzacji wyzwala zawsze w danym neuronie taki sam potencjał czynnościowy, o maksymalnej amplitudzie.

Kanały potasowe nie tylko otwierają się z pewnym opóźnieniem, ale również zamykają się dopiero kilka milisekund po powrocie błony do stanu spoczynku. Przedłużony wypływ dodatnich ładunków (K+) na zewnątrz powoduje przejściowy okres hiperpolaryzacji błony komórkowej, który jest nazywany hi-perpolaryzacyjnym potencjałem następczym. Ma on niewielką amplitudę (ok. 1-2 mV) i trwa od kilkunastu do kilkudziesięciu milisekund. W tym okresie próg pobudliwości neuronu jest podwyższony. Czas trwania hiperpolaryzacyjne-go potencjału następczego jest czynnikiem wpływającym na częstotliwość generowanych przez neuron potencjałów czynnościowych.

Zmiany pobudliwości pojawiają się jednak już od momentu przekroczenia potencjału progowego. W czasie narastania iglicy potencjału i w początkowym okresie repolaryzacji neuron jest zupełnie niepobudliwy, niewrażliwy na żadne, nawet bardzo silne, bodźce. Jest to okres refrakcji bezwzględnej. Po nim następuje okres refrakcji względnej, kiedy neuron można pobudzić tylko bodźcem silniejszym niż w zwykłych warunkach.

 

Podobne prace

Do góry