Potensi ambang menerangkan perbezaan cas tertentu pada membran sel yang dapat dilancarkan. Apabila potensi membran melemahkan nilai tertentu dalam proses depolarisasi, a potensi tindakan disebabkan oleh pembukaan saluran ion yang bergantung kepada voltan. Nilai yang harus dicapai dalam setiap kes, yang diperlukan untuk penjanaan sebuah potensi tindakan, adalah mustahak untuk pengaliran pengujaan kerana prinsip semua-atau-apa-apa.
Berapakah potensi ambang?
Potensi ambang menerangkan perbezaan cas tertentu pada membran sel yang dapat dilancarkan. Bahagian dalaman selular dipisahkan dari medium luaran sekitarnya oleh selaput yang hanya sebahagiannya telap terhadap bahan tertentu. Oleh itu, ion, iaitu zarah bermuatan, tidak dapat melaluinya tanpa terkawal. Tidak sekata pengedaran ion antara bahagian dalam dan luar sel menyebabkan potensi elektrokimia yang dapat diukur bertambah, yang dikenali sebagai potensi ambang. Selagi sel tidak teruja, potensi membran rehat ini adalah negatif. Dorongan elektrik yang tiba di sel mengaktifkannya atau meletakkannya dalam keadaan teruja. Potensi membran rehat negatif terdepolarisasi oleh perubahan kebolehtelapan ion, sehingga menjadi lebih positif. Sama ada tindak balas neuron berlaku bergantung pada tahap pra-depolarisasi ini. Hanya jika nilai kritikal tertentu dicapai atau dilampaui, a potensi tindakan dibentuk mengikut prinsip semua-atau-apa-apa. Jika tidak, tidak ada yang berlaku. Nilai khusus ini, yang diperlukan untuk melakukan pengujaan oleh potensi tindakan, disebut potensi ambang.
Fungsi dan tugas
Titik hubungan untuk semua dorongan rangsangan yang masuk adalah axon puncak bukit. Ini menandakan lokasi pembentukan potensi tindakan kerana potensi ambang lebih rendah di sana daripada pada bahagian membran lain kerana sangat tinggi ketumpatan saluran ion berpagar voltan. Sebaik sahaja potensi ambang dicapai atau terlampaui dalam proses pra-depolarisasi, sejenis reaksi berantai berlaku. Sebilangan besar bergantung kepada voltan natrium saluran ion terbuka secara tiba-tiba. Sementara, seperti longsoran natrium kemasukan di sepanjang kecerunan voltan memperhebatkan depolarisasi sehingga potensi membran rehat runtuh sepenuhnya. Potensi tindakan terbentuk, iaitu, kira-kira satu milisaat, pembalikan polaritas berlaku disebabkan oleh kelebihan cas positif di dalam sel. Setelah potensi tindakan berjaya dicetuskan, terdapat pemulihan secara beransur-ansur dari potensi membran asal. Sebagai natrium kemasukan perlahan-lahan gagal, ditangguhkan kalium saluran dibuka. Yang semakin meningkat kalium arus keluar mengimbangi aliran masuk natrium yang berkurang dan mengatasi depolarisasi. Dalam proses repolarisasi yang disebut ini, potensi membran menjadi negatif sekali lagi dan bahkan sebentar jatuh di bawah nilai potensi rehat. Natrium-kalium pam kemudian mengembalikan ion asal pengedaran. Pengujaan merebak dalam bentuk potensi aksi di seberang axon ke sel saraf atau otot seterusnya. Pengaliran pengujaan mengikuti mekanisme berterusan. Untuk mengimbangi depolarisasi, ion tetangga berpindah ke lokasi pembentukan potensi tindakan. Penghijrahan ion ini juga menyebabkan depolarisasi di wilayah jiran, yang mendorong potensi tindakan baru dengan penundaan waktu ketika potensi ambang dicapai. Dalam sel saraf tanpa tanda, pengaliran berterusan pengujaan di sepanjang membran dapat dilihat, sedangkan pada gentian saraf yang dilapisi oleh sarung myelin, pengujaan melompat dari cincin kord ke tali kord. Bahagian membran tertentu di mana potensi tindakan dimulakan tidak dapat diatasi sehingga potensi membran rehat dipulihkan, yang memberikan pengaliran pengujaan hanya dalam satu arah.
Penyakit dan gangguan
Potensi ambang adalah prasyarat untuk penjanaan potensi tindakan, di mana semua transmisi impuls saraf atau pengujaan akhirnya berdasarkan. Oleh kerana pengaliran pengujaan sangat penting untuk semua fungsi fisiologi, gangguan elektrofisiologi sensitif ini boleh terjadi membawa kepada batasan fizikal.Hipokalemia, iaitu, kekurangan kalium, mempunyai kesan penundaan pada depolarisasi dan kesan percepatan pada repolarisasi dengan melemahkan potensi membran rehat, yang dikaitkan dengan pengaliran perlahan dan risiko kelemahan otot atau kelumpuhan. Dalam penyakit yang merosakkan sarung myelin gentian saraf (contohnya, multiple sclerosis, saluran kalium yang mendasari terdedah, mengakibatkan aliran keluar ion kalium yang tidak terkawal dari dalam sel dan, akibatnya, ketidakhadiran sepenuhnya atau kelemahan potensi tindakan. Sebagai tambahan, mutasi saluran yang ditentukan secara genetik protein untuk natrium dan kalium boleh menyebabkan pelbagai tahap gangguan fungsi, bergantung pada penyetempatan saluran yang terjejas. Sebagai contoh, kecacatan saluran kalium di telinga dalam dikaitkan dengan sensorineural hilang pendengaran. Saluran natrium yang berubah secara patologi pada otot rangka menyebabkan apa yang disebut myotonia, yang dicirikan oleh ketegangan yang meningkat atau berpanjangan dan tertunda kelonggaran otot. Ini disebabkan oleh penutupan atau penyumbatan saluran natrium yang tidak mencukupi, sehingga menghasilkan potensi tindakan yang berlebihan. Gangguan saluran natrium atau kalium di jantung otot boleh mencetuskan aritmia, iaitu aritmia jantung seperti meningkat jantung kadar (tachycardia), kerana hanya pengaliran pengujaan yang betul di jantung menjamin irama jantung yang stabil dan bebas. Dalam kes tachycardia, elemen yang berbeza dalam rantai konduksi mungkin terganggu: misalnya, 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 demikian menstabilkan potensi membran di satu pihak dan melambatkan kegembiraan semula sel di sisi lain. Pada prinsipnya, semua jenis saluran ion dapat disekat secara selektif. Dalam kes saluran natrium yang bergantung kepada voltan, ini dilakukan oleh apa yang disebut anestetik tempatan. Walau bagaimanapun, neurotoksin seperti racun mamba (dendrotoxin) atau racun ikan puffer (tetrodotoxin) juga dapat mengurangkan atau menghilangkan kegembiraan sel dengan menghalang kemasukan natrium dan mencegah penjanaan potensi tindakan.
