Vznemirljiv postsinaptični potencial: funkcija, vloga in bolezni

Vzbujevalni postsinaptični potencial je vzbujevalni potencial v postsinaptični membrani nevronov. Posamezni potenciali so povzeti prostorsko in časovno in lahko vodijo do akcijski potencial. Motnje prenosa, kot so miastenija gravis ali druge miastenije motijo ​​te procese.

Kakšen je vzbujevalni postsinaptični potencial?

Vzbujevalni postsinaptični potencial je vzbujevalni potencial v postsinaptični membrani nevronov. Nevrone ločuje razmik od 20 do 30 nm, znan tudi kot sinaptična špranja. To je minimalna vrzel med presinaptično membransko regijo nevrona in postsinaptično membransko regijo spodnjega dela nevrona. Nevroni prenašajo vzbujanje. Zato njihov sinaptična špranja je premoščeno s sproščanjem biokemičnih sel, znanih tudi kot nevrotransmiterji. To ustvarja vzbujevalni postsinaptični potencial na membranski regiji celice navzdol. To je lokalizirana sprememba potenciala postsinaptične membrane. Ta postopna sprememba potenciala sproži akcijski potencial v postsinaptičnem elementu. Vzbujevalni postsinaptični potencial je tako del vzbujevalne prevodnosti nevronov in nastane med depolarizacijo spodnjega toka celična membrana. Vzbujevalne postsinaptične potenciale sprejema in obdeluje spodnji nevron tako, da jih prostorsko in časovno sešteje. Ko je prag potenciala celice presežen, na novo nastane akcijski potencial se razmnožuje stran od akson. Nasprotje vzbujevalnega postsinaptičnega potenciala je zaviralni postsinaptični potencial. Tu nastopi hiperpolarizacija na postsinaptični membrani, ki preprečuje sprožitev akcijskega potenciala.

Funkcija in naloga

Vzbujevalni postsinaptični potencial in zaviralni postsinaptični potencial vplivata na vse nevrone. Ko je njihov prag potencial presežen, se nevroni depolarizirajo. Na to depolarizacijo se odzovejo s sproščanjem ekscitacijskih nevrotransmiterjev. Določena količina teh snovi aktivira na oddajnik občutljive ionske kanale v nevronu. Ti kanali so prepustni za kalij in natrijev ioni. Lokalni in graduirani potenciali v smislu vzbujevalnega potenciala tako depolarizirajo postsinaptično membrano nevrona. Ko membranski potencial izhaja znotrajcelično, je vzbujevalni postsinaptični potencial depolarizacija soma membrane. Ta depolarizacija se pojavi kot posledica pasivnega širjenja. Pojavi se seštevanje posameznih potencialov. Znesek nevrotransmiter sprosti in obseg prevladujočega membranskega potenciala določa velikost ekscitacijskega postsinaptičnega potenciala. Višja kot je preddepolarizacija membrane, nižji je vzbujevalni postsinaptični potencial. Če je membrana predhodno depolarizirana preko potenciala mirovanja, se postsinaptični vzbujevalni potencial zmanjša in lahko doseže nič. V tem primeru je dosežen preobrat potenciala vzbujanja. Če se izkaže, da je preddepolarizacija še večja, nastane potencial z nasprotnim predznakom. Tako vzbujevalni postsinaptični potencial ni vedno enak depolarizaciji. Preprosto membrano premakne proti določenemu ravnotežnemu potencialu, ki pogosto ostane pod ustreznim membranskim potencialom v mirovanju. Pri tem igra vlogo zapleten ionski mehanizem. Pri ekscitacijskem postsinaptičnem potencialu se poveča prepustnost membrane za kalij in natrijev ione lahko opazimo. Po drugi strani pa potenciali z zmanjšano prevodnostjo za natrijev in kalij lahko se pojavijo tudi ioni. V tem okviru naj bi mehanizem ionskih kanalov sprožil zaprtje vseh puščajočih kalijevih ionskih kanalov. Inhibitorni postsinaptični potencial je nasproten vzbujevalnemu postsinaptičnemu potencialu. Spet se membranski potencial lokalno spremeni na postsinaptični membrani nevronov. V sinapsi pride do hiperpolarizacije celična membrana, ki zavira sprožitev akcijskih potencialov pod ekscitacijskim postsinaptičnim potencialom. Nevrotransmiterji na zaviralni sinapsi sprožijo celični odziv. Tako se kanali postsinaptične membrane odprejo in omogočijo kaliju oz. klorid ioni skozi. Nastali odtok kalijevih ionov in klorid dotok ionov sproži lokalno hiperpolarizacijo v postsinaptični membrani.

Bolezni in motnje

Številne bolezni motijo ​​komunikacijo med posamezniki sinapse in s tem s prenosom signala v kemijski sinapsi. En primer je živčno-mišična bolezen miastenija gravis, ki vpliva na mišično končno ploščo. Gre za avtoimunsko bolezen še neznanega vzroka. Pri tej bolezni telo proizvaja avtoantibodije proti lastnim tkivom telesa. Pri boleznih mišic te protitelesa so usmerjeni proti postsinaptični membrani na živčno-mišičnih končnih ploščah. Najpogosteje avtoantibodije pri tej bolezni so acetilholin sprejemnik protitelesa. Napadajo nikotino acetilholin receptorji na stičiščih med živci in mišice. Nastali imunološki vnetje uniči lokalno tkivo. Posledično je motena komunikacija med živcem in mišicami, ker je medsebojna interakcija acetilholin in njegov receptor ovira ali celo prepreči acetilholinski receptor protitelesa. Akcijski potencial torej ne more več prehajati iz živca v mišico. Mišica torej ni več razdražljiva. Vsota vseh receptorjev za acetilholin se zmanjša hkrati z uničenjem receptorjev zaradi imunske aktivnosti. Subsinaptične membrane se razkrojijo in endocitoza povzroči avtofagosom. Transportni mehurčki se zlijejo z avtofagosomi in receptorji za acetilholin se spremenijo zaradi te imunske reakcije. S temi spremembami se spremeni celotna končna plošča motorja. The sinaptična špranja se razširi. Iz tega razloga acetilholin difundira iz sinaptične špranje ali se hidrolizira, ne da bi se vezal na receptor. Druge miastenije kažejo podobne učinke na sinaptično razpoko in vzbujevalni postsinaptični potencial.