Потенциал на прага

Най- Потенциал на прага описва специфична разлика в заряда на мембраната на възбудимите клетки. Ако мембранният потенциал отслаби до определена стойност в хода на деполяризацията, потенциалът на действие се индуцира чрез отваряне на зависими от напрежението йонни канали. Стойността, която трябва да се постигне във всеки случай, която е необходима за генериране на потенциал за действие, е от съществено значение за провеждането на възбуждане поради принципа на всичко или нищо.

Какъв е потенциалът на прага?

Клетъчната вътрешност е отделена от заобикалящата външна среда с мембрана, която е само частично пропусклива за определени вещества. Това означава, че йони, т.е. заредени частици, не могат да преминават през тях по неконтролиран начин. Поради неравномерното разпределение на йоните между вътрешната и външната страна на клетката се натрупва измерим електрохимичен потенциал, който се нарича праг потенциал.

Докато клетката не се стимулира, този мембранен потенциал за почивка е отрицателен. Пристигащият в клетката електрически импулс я активира или поставя в възбудено състояние. Отрицателният мембранен потенциал за покой се деполяризира чрез променена йонна пропускливост, т.е. по-положителна. Дали ще се появи невронна реакция зависи от степента на тази дедеполяризация. Според принципа „всичко или нищо“ потенциалът за действие се създава само когато се достигне или надвиши определена критична стойност. В противен случай нищо не се случва. Тази специфична стойност, необходима за провеждане на възбуждането чрез потенциали за действие, се нарича праг потенциал.

Функция и задача

Точката на контакт за всички входящи импулси на възбуждане е могилата на аксона. Това маркира мястото, където се формира потенциалът за действие, тъй като потенциалът на прага там е по-нисък, отколкото в други мембранни секции поради особено висока плътност на зависимите от напрежението йонни канали.

Веднага след достигането или надвишаването на праговия потенциал в хода на предварително деполяризация възниква един вид верижна реакция. Изведнъж се отварят голям брой канали на натриеви йони, зависими от напрежението. Временният лавинообразен приток на натрий по градиента на напрежението усилва деполяризацията до пълния срив на потенциала на мембраната в покой. Установява се потенциал за действие, т.е.за около милисекунда, излишните положителни заряди вътре в клетката предизвикват обръщане на полярността.

След успешен задействане на потенциал за действие, първоначалният мембранен потенциал постепенно се възстановява. Докато притокът на натрий е бавен, отворените калиеви канали се отварят. Увеличаващият се отток на калий компенсира намаляващия приток на натрий и противодейства на деполяризацията. В хода на тази така наречена реполяризация мембранният потенциал отново става отрицателен и дори за кратко пада под стойността на потенциала за почивка.

След това натриево-калиевата помпа възстановява първоначалното йонно разпределение. Възбуждането се разпространява под формата на потенциал за действие чрез аксона към следващата нервна или мускулна клетка.

Провеждането на възбуждането се осъществява в постоянен механизъм. За да компенсират деполяризацията, съседните йони мигрират до мястото, където се формира потенциалът за действие. Тази миграция на йони също води до деполяризация в съседния регион, което предизвиква нов потенциал за действие със закъснение при достигане на праговия потенциал.

В случай на немедуларни нервни клетки може да се наблюдава непрекъснато предаване на възбуждане по мембраната, докато при нервните влакна, които са покрити от миелинова обвивка, възбуждането скача от пръстен на пръстен. Съответният участък на мембраната, в който е задействан потенциалът за действие, не може да бъде възбуден, докато възстановеният потенциал на мембраната не бъде възстановен, което позволява възбуждането да се предава само в една посока.

Болести и неразположения

Пороговият потенциал е предпоставката за създаване на потенциали за действие, върху които в крайна сметка се основава цялото предаване на нервните импулси или възбуждане. Тъй като провеждането на възбуждане е от съществено значение за всички физиологични функции, всяко нарушение на тази чувствителна електрофизиология може да доведе до физически ограничения.

Хипокалиемията, т.е. дефицит на калий, има забавящ ефект върху деполяризацията и ускорява реполяризацията чрез отслабване на потенциала на мембраната в покой, което е свързано с по-бавно провеждане на възбуждане и риск от мускулна слабост или парализа. При заболявания, които увреждат миелиновата обвивка на нервните влакна (напр. Множествена склероза), основните калиеви канали са изложени, което води до неконтролиран изтичане на калиеви йони от вътрешността на клетката и по този начин също до пълно отсъствие или отслабване на потенциала на действие.

В допълнение, генетичните мутации в каналните протеини за натрий и калий могат да причинят функционални нарушения в различна степен, в зависимост от местоположението на засегнатите канали. Например, дефектите на калиевите канали във вътрешното ухо са свързани с загуба на слуха на вътрешното ухо. Патологично променените натриеви канали в скелетните мускули причиняват т. Нар. Миотония, които се характеризират с повишено или устойчиво напрежение и забавено отпускане на мускулите. Причината за това е недостатъчното затваряне или блокиране на натриевите канали и по този начин генерирането на потенциали за прекомерно действие.

Нарушаването на натриевите или калиевите канали в сърдечните мускули може да предизвика аритмии, т.е. сърдечни аритмии като повишена сърдечна честота (тахикардия), тъй като само правилното провеждане на възбуждането в сърцето гарантира постоянен, независим сърдечен ритъм. В случай на тахикардия могат да се нарушат различни елементи във веригата на предаване: например ритъмът на автоматичната деполяризация или временното свързване на деполяризацията на мускулните клетки или честотата на възбуждане поради липса на фази на почивка.

По правило терапията се провежда с блокери на натриевите канали, които инхибират притока на натрий и така от една страна стабилизират мембранния потенциал, а от друга забавят повторната възбудимост на клетката. По принцип всички видове йонни канали могат да бъдат селективно блокирани. В случай на натриеви канали, зависими от напрежението, това става чрез така наречените локални анестетици. Но невротоксините, като отровата на мамбата (дендротоксин) или отровата на подпухналата риба (тетродотоксин), могат да намалят или изключат възбудимостта на клетката, като инхибират притока на натрий и предотвратяват развитието на потенциал за действие.