grad-green grad-gray grad-blue grad-red grad-pink grad-purple grad-yellow
Нести помощь людям

Вход на сайт

2_2 Локальный потенциал

Краткое описание: 
Сазонов В.Ф. 2_2 Локальный потенциал [Электронный ресурс] // Кинезиолог, 2009-2016: [сайт]. Дата обновления: 04.04.2016. URL: http://kineziolog.su/content/22-lokalnyi-potentsial (дата обращения: __.__.201_). _Понятие локального потенциала мембраны и виды локальных потенциалов. Механизм формирования локального потенциала. "Каналы открываются - потенциал рождается".

Определение понятия

 Локальный потенциал (ЛП) - это местное нераспространяющееся подпороговое возбуждение, существующее в пределах от потенциала покоя (-70 мВ в среднем) до критического уровня деполяризации (-50 мВ в среднем). Его длительность может быть от нескольких миллисекунд до десятков минут.

В случае превышения критического уровня деполяризации локальный потенциал переходит в потенциал действия и порождает нервный импульс.

Критический уровень деполяризации (КУД) - это такой уровень электрического потенциала мембраны возбудимой клетки, от которого локальный потенциал переходит в потенциал действия. В основе перехода локального потенциала в потенщиал действия лежит самонарастающее открытие потенциал-управляемых ионных каналов для натрия, которое происходит под действием нарастающей деполяризации. Таким образом, КУД раскрывает в дополнение к ранее открытым ионным каналам ещё одну группу натриевых ионных каналов - потенциал управляемых.

КУД обычно составляет -50 мВ, но бывает разным у разных нейронов и может меняться при изменении возбудимости нейрона. Чем ближе КУД к потенциалу покоя (-70 мВ) и, наоборот, чем ближе потенциал покоя к КУД, тем более возбудимым является нейрон.

Важно понять то, что процесс рождения локального потенциала начинается с открытия ионных каналов. Открытие ионных каналов - это самое главное! Их нужно открыть для того, чтобы в клетку пошёл поток ионов и принёс в неё электрические заряды. Эти ионные электрические заряды как раз и вызывают смещение электрического потенциала мембраны вверх или вниз, т.е. локальный потенциал.

Если открываются ионные каналы для натрия (Na+), то в клетку вместе с ионами натрия попадают положительные заряды, и её потенциал смещается вверх в сторону нуля. Это - деполяризация, и так рождается возбуждающий локальный потенциал. Можно сказать, что возбуждающие локальные потенциалы порождаются натриевыми ионными каналами, когда они открываются.

Образно можно сказать и так: "Каналы открываются - потенциал рождается".

Если открываются ионные каналы для хлора (Cl-), то в клетку вместе с ионами хлора попадают отрицательные заряды, и её потенциал смещается вниз ниже потенциала покоя. Это гиперполяризация, и таким способом рождается тормозный локальный потенциал. Можно сказать, что тормозные локальные потенциалы порождаются хлорными ионными каналами.

Существует также ещё один механизм формирования тормозных локальных потенциалов - за счёт открытия дополнительных ионных каналов для калия (К+). В этом случае из клетки через них начинают выходить "лишние" порции ионов калия, они выносят положительные заряды и увеличивают электроотрицательность клетки, т.е. вызывают её гиперполяризацию. Таким образом, можно сказать, что тормозные локальные потенциалы порождаются дополнительными калиевыми ионными каналами.

Как видите, всё очень просто, главное - открыть нужные ионные каналы. Стимул-управляемые ионные каналы открываются раздражителем (стимулом). Хемо-управляемые ионные каналы открываются медиатором (возбуждающим или тормозным). Точнее, в зависимости от того на какие каналы (натриевые, калиевые или хлорные) будет действовать медиатор, таков будет и локальный потенциал - возбуждающий или тормозный. А медиатор как для возбуждающих локальных потенциалов, так и для тормозных, может быть одним и тем же, тут важно, какие ионные каналы будут связываться с ним своими молекулярными рецепторами - натриевые, калиевые или хлорные.

Виды ЛП:

1. Рецепторный. Возникает на рецепторных клетках (сенсорных рецепторах) или рецепторных окончаниях нейронов под действием стимула (раздражителя). Механизм возникновения такого рецепторного локального потенциала детально рассмотрен на примере восприятия звука слуховыми рецепторами - Молекулярные механизмы рецепции (трансдукции) звука по пунктам Этот процесс называется "трансдукция", то есть преобразование раздражения в нервное возбуждение. Сенсорные рецепторы вторичного типа не умеют порождять нервный импульс, поэтому их возбуждение остаётся локальным и от его амплитуды зависит то, сколько рецепторная клетка выбросит медиатора.

2. Генераторный. Возникает на сенсорных афферентных нейронах (на их дендритных окончаниях, перехватах Ранвье и/или аксонных холмиках) под действием медиаторов, которые выделили сенсорные клеточные рецепторы вторичного типа. Генераторный потенциал превращается в потенциал действия и нервный импульс при достижении им критического уровня деполяризации, т.е. он генерирует (порождает) нервный импульс. Потому он и назван генераторным.

3. Возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП). Возникает на постсинаптической мембране синапса, т.е. он отражает передачу возбуждения от одного нейрона к другому. Обычно он составляет +4 мВ. Важно отметить, что возбуждение передаётся от одного нейрона другому именно в виде ВПСП, а не готового нервного импульса. ВПСП вызывает деполяризацию мембраны, но подпороговую, не достигающую КУД и не способную породить нервный импульс. Поэтому обычно требуется целая серия ВПСП для того, чтобы родился нервный импульс, т.к. величина единичного ВПСП совершенно недостаточна для того, чтобы достичь критического уровня деполяризации. Вы можете сами подсчитать, сколько требуется одновременно действующих ВПСП, чтобы родился нервный импульс. (Ответ: 5-6.)

4. Тормозный постсинаптический потенциал (ТПСП). Возникает на постсинаптической мембране синапса, но только не возбуждает её, а, наоборот, тормозит. Соотвтетственно, эта постсинаптическая мембрана входит в состав тормозного синапса, а не возбуждающего. ТПСП вызывает гиперполяризацию мембраны, т.е. сдвигает потенциал покоя вниз, подальше от нуля. Обычно он составляет -0,2 мВ. Используются два механизма создания ТПСП: 1) "хлорный" - происходит открытие ионных каналов для хлора (Cl-), через них в клетку входят ионы хлора и увеличивают её электроотрицательность, 2) "калиевый" - происходит открытие ионных каналов для калия (К+), через них выходят ионы калия, уносят из клетки положительные заряды, что увеличивает электроотрицательность в клетке.

5. Пейсмекерные потенциалы - это эндогенные близкие к синусоидальным периодические колебания мембранного потенциала с частотой 0,1-10 Гц и амплитудой 5-10 мВ. Их генерируют у себя специальные нейроны-пейсмекеры (водителями ритма) самостоятельно, без внешнего воздействия. Пейсмекерные локальные потенциалы обеспечивают периодическое достижение нейроном-пейсмекером критического уровня деполяризации и спонтанную (т.е. самопроизвольную) генерацию им потенциалов действия и, соответственно, нервных импульсов.

 Где возникают локальные потенциалы (ЛП)?

Ответ прост: на сенсорных рецепторах, на дендритных рецепторных окончаниях нейронов и на постсинаптических мембранах синапсов. Не надо забывать и аксонный холмик, где интегрируются локальные потенциалы и создают генераторный потенциал, порождающий нервны импульс. Там их и надо искать, чтобы привести примеры ЛП.

Места возникновения локальных потенциалов:

1. Сенсорные клеточные рецепторы (напримр, слуховые волосковые клетки, вкусовые рецепторы и т,д,).

2. Рецепторные окончания чувствительных (афферентных) нейронов (например, ноцицепторы болевых нейронов)..

3. Постсинаптические мембраны синаптических контактов.

4. Генераторный потенциал формируется на аксонном холмике.

Характеристики мембранных потенциалов

Показатели

Рецепторный потенциал

Постсинаптический потенциал (ВПСП или ТПСП)

Потенциал действия

Локализация (место расположения) Мембрана сенсорной рецепторной клетки или рецепторное окончание афферентного нейрона. Постсинаптическая мембрана синапса. Возникновение: аксонный холмик, перехват Ранвье, постсинаптическая мембрана синапса. Распространение: по всей мембране нейрона.
Механизм возникновения Открытие стимул-управляемых ионных каналов для натрия. Открытие медиатором хемоуправляемых ионных каналов для натрия (ВПСП) или для хлора либо калия (ТПСП). Открытие потенциал-управляемых ионных каналов для натрия.

Амплитуда

0,1-10 мВ

0,1-10 мВ

70-110 мВ

Длительность

5-100 мс

5 мс — 20 мин

1-10 мс

Амплитуда: время/пространство

Убывающий.

Убывающий.

Незатухающий.

Движение

Локальный.

Локальный.

Распространяющийся.

Функциональная зависимость: сила воздействия / амплитуда
Величина (амплитуда) зависит от силы раздражителя. Величина (амплитуда) зависит от количества воздействующего на постсинаптическую мембрану нейромедиатора. Амплитуда стандартна для данного нейрона и не зависит от силы раздражителя или от количества нейромедиатора.

Свойства локальных потенциалов

1. Локальный потенциал прямо пропорционален силе раздражителя, который его вызывает.

2. Локальные потенциалы ограничены во времени (долго не живут), величине (большими не растут) и пространстве (никуда не бегут).

3. Локальные потенциалы способны к суммации., т.е. они объединяются и дают повышенную величину (амплитуду).

4. Амплитуда локального потенциала убывает прямо пропорционально квадрату расстояния. Это означает, что ЛП не охватывает всю мембрану нейрона, а ограничен тем участком, где он возник. Хотя, тем не менее, множество отдельных ЛП суммируются и совокупно воздействуют на аксонный холмик, создавая генераторный потенциал.

Ваша оценка: 
4.6875
Средняя: 4.7 (32 проголосовавших)

Комментарии

Что-то я тут не нашёл порогового потенциала и ещё каких-то других. Или это уже не локальные потенциалы?

Ага, есть пороговый потенциал и ещё критический уровень деполяризации. Я на этом сайте их не нашёл. Отстой!

Прошу вас все свои комментарии и замечания располагать на специально предназначенном для этого форуме!

Ну, ты не прав!
Справа под чёрным мозгом есть опция: Поиск на сайте. Вставляй туда нужные термины и ищи на сайте. Почти всё есть!

А я раньше думала, что локальных потенциалов только два: ВПСП и ТПСП. А их оказывается больше.