Potensi ambang

The Potensi ambang menerangkan perbezaan cas tertentu pada membran sel yang dapat digembirakan. Sekiranya potensi membran melemah ke nilai tertentu semasa depolarisasi, potensi tindakan disebabkan oleh pembukaan saluran ion yang bergantung pada voltan. Nilai yang harus dicapai dalam setiap kes, yang diperlukan untuk menjana potensi tindakan, sangat penting untuk melakukan pengujaan kerana prinsip semua-atau-tidak.

Berapakah potensi ambang?

Bahagian dalaman selular dipisahkan dari medium luaran sekitarnya oleh membran, yang hanya sebahagiannya telap terhadap bahan tertentu. Ini bermaksud bahawa ion, iaitu partikel bermuatan, tidak dapat menembusinya secara tidak terkawal. Oleh kerana pengedaran ion yang tidak rata antara bahagian dalam dan luar sel, potensi elektrokimia yang dapat diukur bertambah, yang disebut sebagai potensi ambang.

Selagi sel tidak dirangsang, potensi membran rehat ini adalah negatif. Dorongan elektrik yang tiba di sel mengaktifkannya atau meletakkannya dalam keadaan teruja. Potensi membran rehat negatif terdepolarisasi oleh kebolehtelapan ion yang berubah, iaitu lebih positif. Adakah tindak balas neural berlaku bergantung pada tahap pra-depolarisasi ini. Menurut prinsip semua-atau-apa-apa, potensi tindakan hanya dibuat apabila nilai kritikal tertentu dicapai atau dilampaui. Jika tidak, tidak ada yang berlaku. Nilai spesifik ini yang diperlukan untuk melakukan pengujaan melalui potensi tindakan disebut sebagai potensi ambang.

Fungsi & tugas

Titik hubungan untuk semua dorongan pengujaan yang masuk adalah gundukan akson. Ini menandakan tempat di mana potensi tindakan terbentuk, kerana potensi ambang lebih rendah di sana daripada pada bahagian membran lain kerana ketumpatan saluran ion yang bergantung kepada voltan yang sangat tinggi.

Sebaik sahaja potensi ambang dicapai atau dilampaui dalam proses pra-depolarisasi, sejenis reaksi berantai berlaku. Sebilangan besar saluran ion natrium yang bergantung kepada voltan tiba-tiba terbuka. Kemerosotan natrium sementara seperti longsor di sepanjang kecerunan voltan memperhebatkan depolarisasi sehingga keruntuhan sepenuhnya membran rehat yang berpotensi. Potensi tindakan ditentukan, iaitukira-kira satu milisaat, kelebihan cas positif di dalam sel menyebabkan pembalikan polaritas.

Setelah potensi tindakan berjaya dicetuskan, potensi membran asal secara beransur-ansur dipulihkan. Walaupun kemasukan natrium lambat, saluran kalium yang tertunda terbuka. Aliran kalium yang semakin meningkat mengimbangi penurunan natrium natrium dan mengatasi depolarisasi. Dalam proses repolarisasi yang disebut ini, potensi membran menjadi negatif lagi dan bahkan sebentar jatuh di bawah nilai potensi rehat.

Pam natrium-kalium kemudian mengembalikan pengedaran ion asal. Pengujaan merebak dalam bentuk potensi aksi melalui akson ke sel saraf atau otot seterusnya.

Pengaliran pengujaan berlaku dalam mekanisme berterusan. Untuk mengimbangi depolarisasi, ion tetangga berpindah ke tempat di mana potensi tindakan terbentuk. Penghijrahan ion ini juga menyebabkan depolarisasi di wilayah jiran, yang mendorong potensi tindakan baru dengan penundaan ketika potensi ambang dicapai.

Dalam kes sel saraf non-medullary, penularan eksitasi berterusan di sepanjang membran dapat diperhatikan, sedangkan pada serat saraf yang dilindungi oleh sarung myelin, pengujaan melompat dari cincin ke cincin. Bahagian membran yang mana potensi tindakan dipicu tidak dapat terangsang sehingga potensi membran yang berehat dipulihkan, yang membolehkan pengujaan diteruskan hanya dalam satu arah.

Penyakit & penyakit

Potensi ambang adalah prasyarat untuk penciptaan potensi tindakan, yang akhirnya seluruh transmisi impuls saraf atau pengujaan didasarkan. Oleh kerana pengaliran pengujaan sangat penting untuk semua fungsi fisiologi, sebarang gangguan elektrofisiologi sensitif ini boleh menyebabkan batasan fizikal.

Hipokalaemia, iaitu kekurangan kalium, mempunyai kesan perlahan pada depolarisasi dan mempercepat repolarisasi dengan melemahkan potensi membran rehat, yang dikaitkan dengan pengaliran pengujaan yang lebih perlahan dan risiko kelemahan otot atau kelumpuhan. Dalam penyakit yang merosakkan selubung serat saraf myelin (mis. Multiple sclerosis), saluran kalium yang mendasari terdedah, yang mengakibatkan aliran keluar ion kalium yang tidak terkawal dari bahagian dalam sel dan dengan demikian juga tidak adanya atau melemahkan potensi tindakan sepenuhnya.

Selain itu, mutasi genetik dalam protein saluran untuk natrium dan kalium dapat menyebabkan gangguan fungsi dari pelbagai peringkat, bergantung pada lokasi saluran yang terjejas. Sebagai contoh, kecacatan saluran kalium di telinga dalam dikaitkan dengan kehilangan pendengaran telinga dalam. Saluran natrium yang diubah secara patologi pada otot rangka menyebabkan apa yang disebut myotonia, yang dicirikan oleh ketegangan yang meningkat atau berterusan dan kelonggaran otot yang tertunda. Sebabnya adalah penutupan atau penyumbatan saluran natrium yang tidak mencukupi dan dengan itu penjanaan potensi tindakan yang berlebihan.

Gangguan saluran natrium atau kalium pada otot jantung boleh mencetuskan aritmia, iaitu aritmia jantung seperti peningkatan kadar jantung (takikardia), kerana hanya pengaliran pengujaan yang betul di jantung menjamin irama jantung yang stabil dan bebas. Sekiranya takikardia, unsur-unsur yang berbeza dalam rantai penghantaran boleh terganggu: contohnya irama depolarisasi automatik atau penggabungan temporal depolarisasi sel otot atau kekerapan pengujaan kerana kekurangan fasa rehat.

Sebagai peraturan, terapi dilakukan dengan penyekat saluran natrium, yang menghalang kemasukan natrium dan dengan itu di satu pihak menstabilkan potensi membran dan di sisi lain menunda kegembiraan semula sel. Pada prinsipnya, semua jenis saluran ion dapat disekat secara selektif. Sekiranya saluran natrium bergantung kepada voltan, ini dilakukan melalui ubat bius tempatan yang disebut. Tetapi neurotoksin seperti racun mamba (dendrotoxin) atau racun ikan puffer (tetrodotoxin) dapat mengurangkan atau mematikan kegembiraan sel dengan menghalang kemasukan natrium dan mencegah pengembangan potensi tindakan.