Potencjał progowy

Potencjał progowy to minimalne przesunięcie potencjału błonowego (różnica potencjałów między zewnętrzną i wewnętrzną powierzchnią membrany), przy którym depolaryzacja błony osiąga poziom krytyczny wystarczający do wystąpienia propagującego potencjału czynnościowego (AP). Próg depolaryzacji to wartość potencjału błonowego na błonie, która jest niezbędna do wystąpienia AP.

Potencjał progowy zależy od właściwości błony i długości tkanki pobudliwej. W nerwach i włóknach mięśniowych potencjały progowe wynoszą około -50 mV, w mięśniach szkieletowych są nieco wyższe. We włóknach nerwowych próg depolaryzacji jest nieco wyższy niż we włóknach mięśniowych, co wynika z właściwości błony.

Kiedy tkanka jest poddawana działaniu bodźca elektrycznego, potencjał progowy zmienia się w zależności od siły i czasu trwania stymulacji. Przy wystarczająco długotrwałym działaniu bodźca potencjał progowy może zmienić się w kierunku hiperpolaryzacji, co może prowadzić do zahamowania aktywności neuronów.

Metod badania właściwości membran jest wiele, jednak najważniejszą i najbardziej pouczającą z nich jest metoda polegająca na rejestrowaniu ich charakterystyk elektrycznych, zwłaszcza potencjału spoczynkowego i czynnościowego. Potencjometria to metoda rejestrowania rozkładu potencjałów stacjonarnych na membranie po przyłożeniu do niej stałego pola elektrycznego i pomiaru związanych z nią prądów przepływu. Na podstawie zależności spadku potencjału membrany od przyłożonego pola w pobliżu potencjału równowagi wykreślono typowe krzywe i wykresy charakterystyczne. Początkowe odcinki tych zależności aproksymowane są funkcjami, w których wyróżnia się dwie składowe parametryczne. Pierwszy to element normalny (lub dyfuzyjny) w postaci zwykłego sinusa hiperbolicznego (stycznego), znormalizowany do wartości rezystancji membrany, drugi charakteryzuje wielkość pola, które powoduje, że krytyczny poziom depolaryzacji osiąga poziom dyfuzyjny obszar blokujący. Zwykle pierwszy parametr nazywany jest potencjałem błonowym, a drugi potencjałem progowym. Potencjał błonowy mierzony pomiędzy dwoma stykającymi się ze sobą fragmentami błony nazywany jest potencjałem międzybłonowym. W przypadkach, gdy czujnik jest zanurzony w wewnętrznej zawartości komórki lub tkanki (mikroelektrody), nazywa się to wewnątrzkomórkowym lub śródmiąższowym. Głównym zadaniem potencjału progowego w analizie elektrofizjologicznej błon jest ustalenie i ocena porównawcza zależności pomiędzy strumieniem jonów błonowych a napięciem błonowym.