פוטנציאלים מדורגים ופוטנציאל פעולה

שלושה סוגי פוטנציאלים

בנוירון קיימים שלושה סוגי שינויים במתח הממברנה:

פוטנציאל מדורג (Graded potential)

פוטנציאל מדורג הוא שינוי מקומי וזמני ב-$V_m$, הנגרם ע"י פתיחה של תעלות תלויות-ליגנד (לרוב בעקבות נוירוטרנסמיטר).

מאפיינים מרכזיים:

• מדורג – עוצמת השינוי תלויה בעוצמת הגירוי
• דועך עם מרחק – אינו מתפשט לאורך כל האקסון
• יכול להיות:
  • דה-פולריזציה – פחות שלילי (מעורר)
  • היפר-פולריזציה – יותר שלילי (מעכב)

EPSP ו-IPSP

סוגי פוטנציאלים פוסט-סינפטיים

דוגמאות יוניות נפוצות:

• EPSP: פתיחת תעלות Na⁺ (לרוב דרך רצפטורים לגלוטמט)
• IPSP: פתיחת תעלות Cl⁻ (GABA_A) או K⁺ (GABA_B)

GABA – עיכוב סינפטי

GABA (Gamma-Aminobutyric Acid) הוא הנוירוטרנסמיטר המעכב הראשי במערכת העצבים המרכזית.

השוואה בין רצפטורי GABA

GABA_A – תעלות כלור (Cl⁻)

קשירת GABA ל-GABA_A פותחת תעלות Cl⁻ ויוצרת IPSP מהיר.

GABA_B – תעלות אשלגן (K⁺)

GABA_B הוא רצפטור מטבוטרופי הפועל דרך שליחים שניוניים:

• פתיחה עקיפה של תעלות K⁺
• יציאת K⁺ מהתא
• היפר-פולריזציה ברורה של הממברנה

מאפיינים: איטי יותר, ממושך יותר, מרחיק את התא מסף העירור.

סכימה עצבית (Summation)

פוטנציאלים מדורגים יכולים להצטבר:

פוטנציאל פעולה (Action Potential)

פוטנציאל פעולה הוא שינוי חד ומהיר ב-$V_m$, המתפשט לאורך האקסון.

מאפיינים מרכזיים:

• עומד בחוק "הכול או כלום"
• גודל קבוע – אינו תלוי בעוצמת הגירוי
• מתפשט ללא דעיכה

סף העירור (Threshold)

• סף עירור טיפוסי: -55 mV
• חציית הסף גורמת לפתיחה מאסיבית של תעלות Na⁺ תלויות-מתח
• נוצר משוב חיובי → דה-פולריזציה מהירה

שלבי פוטנציאל הפעולה

התקופה הרפרקטורית

לאחר פוטנציאל פעולה קיימת תקופה שבה קשה או בלתי אפשרי לייצר פוטנציאל נוסף:

למה נוירוטרנסמיטר לא יוצר פוטנציאל פעולה ישירות?

1. נוירוטרנסמיטר פותח תעלות תלויות-ליגנד
2. פתיחה זו יוצרת פוטנציאל מדורג בלבד
3. פוטנציאל פעולה דורש פתיחה של תעלות Na⁺ תלויות-מתח
4. רק כאשר סכימת ה-EPSP מביאה את $V_m$ לסף – נוצר AP

קידוד עוצמה (Rate Coding)

• עוצמת הגירוי לא מקודדת בגודל ה-AP
• העוצמה מקודדת בתדירות פוטנציאלי הפעולה