Кіріспе

Градиенттік потенциалдар – стимулдың күшіне қарай өзгеретін мембраналық потенциалдағы өзгерістер, яғни «бар немесе жоқ» принципімен емес, біртіндеп өзгеретін шамалар. Оларға рецепторлық потенциалдар, электротондық потенциалдар, мембраналық потенциалдың төменгі шектік тербелістері, баяу толқындық потенциалдар, кардиостимуляторлық потенциалдар және синаптық потенциалдар сияқты алуан түрлі потенциалдар жатады. Градиенттік потенциалдың мөлшері стимулдың күшімен анықталады. Олар лигандқа сезімтал иондық каналдардың жеке әрекеттерінің қосындысынан пайда болады және уақыт және кеңістік бойынша азаяды. Олар көбінесе вольтажға сезімтал натрий және калий каналдарын қамтымайды, бірақ лигандқа сезімтал иондық каналдарды белсендіретін синапстарда босатылатын нейротрансмиттерлер арқылы туындауы мүмкін. Олар пресинаптикалық нейронның оқуына және нейротрансмиттердің босатылуына жауап ретінде постсинаптикалық дендритте немесе жүйкелік стимулға жауап ретінде қаңқа, тегіс немесе жүрек бұлшық еттерінде пайда болады. Бұл импульстар біртіндеп күшейеді және қоздырғыш немесе тежегіш болуы мүмкін.

Лигандпен қосылған иондық арналар

Степенді потенциалдар әдетте нейронның дендриттерінде пайда болады, онда вольтажға сезімтал каналдар жоқ. Олар – нейротрансмиттерлердің рецепторларға байланысуы сияқты тітіркендіргіштерге жауап ретінде мембраналық потенциалдағы жергілікті өзгерістер. Бұл байланыс конформацияның өзгеруіне алып келеді, бұл рецепторды ақуыздармен өзара әрекеттесуге бейімдейді. Бұл реакция иондық каналдардың ашылуын қоздырады, нәтижесінде Na+, K+, Ca2+ немесе Cl- иондары мембрана арқылы қозғалып, степенді потенциалдарды тудырады. Әрекеттік потенциалдардан өзгеше, степенді потенциалдар стимуляция болған жерде қалады және әрбір синапс қоздырғыш немесе тежегіш болады.

Эксцитациялық постсинаптикалық потенциалдар (ЭПСП)

Мембраналық потенциалды аз теріс немесе оң қылатын, соның салдарынан постсинаптикалық жасушаның әрекет потенциалын тудыру мүмкіндігін арттыратын, градуирленген потенциалдар қоздырғыш постсинаптикалық потенциалдар (EPSP) деп аталады. Деполяризацияланатын жергілікті потенциалдар қосылады, және егер вольтаж шектік потенциалға жетсе, сол жасушада әрекет потенциалы пайда болады. EPSP-лер нейронға немесе бұлшықет жасушасына жасуша сыртынан Na+ немесе Ca2+ иондарының енуінен туындайды. Пресинаптикалық нейрон әрекет потенциалын тудырғанда, Ca2+ вольтажға тәуелді кальций каналдары арқылы аксон терминалына кіреді және синаптикалық везикулалардың экзоцитозын тудырады, нәтижесінде нейротрансмиттер босатылады. Трансмиттер синапстық кеңістік арқылы таралып, EPSP-ні қамтамасыз ететін лигандқа байланысты иондық каналдарды белсендіреді. EPSP-нің амплитудасы босатылған синаптикалық везикулалардың санына тікелей пропорционалды. Егер EPSP әрекет потенциалын тудыруға жеткіліксіз болса, мембрана кейіннен тынығу мембраналық потенциалына қайта поляризацияланады. Бұл градуирленген потенциалдардың уақытша және қайтымды екенін көрсетеді.

Ингибиторлық постсинаптикалық потенциалдар (IPSP)

Мембраналық потенциалды одан да теріс қылып, постсинаптикалық жасушаның әрекет потенциалын тудыру мүмкіндігін азайтатын дәрежеленген потенциалдар тежегіш постсинаптикалық потенциалдар (ТПП) деп аталады. Мембрананың гиперполяризациясы Cl− иондарының ішке ағынуы немесе K+ иондарының сыртқа шығуынан туындайды. ЭПП-ге ұқсас, ТПП-нің амплитудасы босатылған синапстық везикулалардың санына тікелей пропорционалды.

Қорытынды

Тынығу мембраналық потенциалы әдетте -70 мВ шамасында болады. Типикалық нейронның шектік потенциалы -40 мВ-тан -55 мВ-қа дейін ауыспайды. Уақытша жиынтықталу, егер постсинаптикалық жасушадағы сыныпталған потенциалдар бұрынғылары жойылмас бұрын өте жылдам пайда болып, біріне бірі қосылса, орын алады. Ғарыштық жиынтықталу, егер жасушадағы жақын орналасқан синапстардан постсинаптикалық потенциалдар бір уақытта пайда болып, біріге кетсе, орын алады. Әрекеттік потенциал, егер мембрананың бір аймағындағы жиынтық оң потенциалдар (EPSP), жиынтық теріс потенциалдардан (IPSP) азайтылған соң, жасушаның шектік потенциалына жетсе, пайда болады.