อ่าน 5 นาที
ศักยภาพเกณฑ์
ใน ทางสรีรวิทยาไฟฟ้า ศักย์ เกณฑ์ คือระดับวิกฤตที่ ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ ต้อง ลดลง ถึงระดับนั้น เพื่อเริ่ม ต้นศักย์การกระทำ ใน ทางประสาทวิทยา...
ศักยภาพเกณฑ์

ในทางสรีรวิทยาไฟฟ้าศักย์เกณฑ์คือระดับวิกฤตที่ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ต้องลดลง ถึงระดับนั้น เพื่อเริ่มต้นศักย์การกระทำในทางประสาทวิทยาศักย์เกณฑ์มีความจำเป็นต่อการควบคุมและการส่งสัญญาณทั้งในระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) และระบบประสาทส่วนปลาย (PNS)
โดยส่วนใหญ่แล้ว ค่าศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ที่ระดับเกณฑ์จะอยู่ระหว่าง –50 ถึง –55 mV [ 1 ] แต่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามปัจจัยหลายประการศักย์ไฟฟ้าของ เยื่อหุ้ม เซลล์ ขณะพักของเซลล์ประสาท (-70 mV) สามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อเพิ่มหรือลดโอกาสในการถึงระดับเกณฑ์ผ่านไอออน โซเดียมและโพแทสเซียมการไหลเข้าของโซเดียมเข้าสู่เซลล์ผ่านช่องโซเดียมที่เปิดอยู่ซึ่งควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าสามารถทำให้เยื่อหุ้มเซลล์เกิดการลดศักย์ไฟฟ้าเกินระดับเกณฑ์และกระตุ้นเซลล์ ในขณะที่การไหลออกของโพแทสเซียมหรือการไหลเข้าของคลอไรด์สามารถทำให้เซลล์ เกิดการเพิ่มศักย์ไฟฟ้า และยับยั้งไม่ให้ถึงระดับเกณฑ์
การค้นพบ
การทดลองเบื้องต้นเกี่ยวข้องกับแนวคิดที่ว่าการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าใดๆ ที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาทจะต้องเกิดขึ้นผ่านการทำงานของไอออน นักเคมีฟิสิกส์ชาวเยอรมันWalther Nernstได้นำแนวคิดนี้ไปใช้ในการทดลองเพื่อค้นพบความตื่นตัวของระบบประสาท และสรุปว่ากระบวนการกระตุ้นเฉพาะที่ผ่านเยื่อกั้นกึ่งซึมผ่านได้นั้นขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไอออน นอกจากนี้ยังพบว่าความเข้มข้นของไอออนเป็นปัจจัยจำกัดในการกระตุ้น หากความเข้มข้นของไอออนอยู่ในระดับที่เหมาะสม การกระตุ้นก็จะเกิดขึ้นอย่างแน่นอน[ 2 ]นี่เป็นพื้นฐานสำหรับการค้นพบค่าเกณฑ์
นอกจากการสร้างศักยภาพการกระทำ ขึ้นใหม่ ในทศวรรษ 1950 แล้วAlan Lloyd HodgkinและAndrew Huxleyยังสามารถกำหนดกลไกเบื้องหลังเกณฑ์การกระตุ้นได้ด้วยวิธีการทดลอง ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อแบบจำลอง Hodgkin–Huxleyโดยใช้เทคนิคการควบคุมแรงดันไฟฟ้า กับ แอกซอนยักษ์ของปลาหมึกพวกเขาค้นพบว่าเนื้อเยื่อที่สามารถกระตุ้นได้โดยทั่วไปจะแสดงปรากฏการณ์ที่ต้องถึงศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ระดับหนึ่งจึงจะเกิดศักยภาพการกระทำขึ้นได้ เนื่องจากผลการทดลองได้มาจากการเปลี่ยนแปลงของการนำไฟฟ้าของไอออน Hodgkin และ Huxley จึงใช้คำเหล่านี้เพื่ออธิบายศักยภาพเกณฑ์ ในตอนแรกพวกเขาเสนอว่าต้องมีความไม่ต่อเนื่องในการนำไฟฟ้าของโซเดียมหรือโพแทสเซียม แต่ในความเป็นจริงการนำไฟฟ้าทั้งสองมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงอย่างราบรื่นไปพร้อมกับศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์[ 3 ]
พวกเขาค้นพบในไม่ช้าว่าที่ศักยภาพเกณฑ์ กระแสขาเข้าและขาออกของไอออนโซเดียมและโพแทสเซียมนั้นเท่ากันและตรงข้ามกันอย่างแม่นยำ ตรงกันข้ามกับศักยภาพเยื่อหุ้มเซลล์ขณะพักสภาวะของศักยภาพเกณฑ์แสดงให้เห็นถึงความสมดุลของกระแสที่ไม่เสถียร ความไม่เสถียรหมายถึงข้อเท็จจริงที่ว่าการลดขั้ว เพิ่มเติมใดๆ จะกระตุ้นช่องโซเดียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้ามากขึ้น และกระแสโซเดียมที่ลดขั้วเข้ามาจะเอาชนะกระแสโพแทสเซียมขาออกที่ล่าช้า[ 4 ]ในทางกลับกัน ที่ระดับการพัก กระแสโพแทสเซียมและโซเดียมจะเท่ากันและตรงข้ามกันอย่างเสถียร ซึ่งไม่ควรส่งผลให้เกิดการไหลของไอออนอย่างต่อเนื่องและฉับพลัน พื้นฐานคือที่ระดับการลดขั้วระดับหนึ่ง เมื่อกระแสเท่ากันและตรงข้ามกันอย่างไม่เสถียร การเข้าของประจุบวกเพิ่มเติมใดๆ จะสร้างศักยภาพการกระทำ ค่าการลดขั้วเฉพาะนี้ (ใน mV) เรียกอีกอย่างว่าศักยภาพเกณฑ์
หน้าที่และลักษณะทางสรีรวิทยา
ค่าเกณฑ์จะควบคุมว่าสิ่งเร้าที่เข้ามานั้นเพียงพอที่จะสร้างศักยภาพการกระทำหรือไม่ โดยอาศัยความสมดุลของสิ่งเร้าที่ยับยั้งและกระตุ้นที่เข้ามา ศักยภาพที่เกิดจากสิ่งเร้าจะรวมกัน และอาจถึงค่าเกณฑ์ได้ขึ้นอยู่กับความถี่และแอมพลิจูด การทำงานปกติของระบบประสาทส่วนกลางเกี่ยวข้องกับการรวมกันของอินพุตไซแนปส์ที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่บนต้นเดนไดรต์ของเซลล์ประสาท ศักยภาพแบบไล่ระดับเฉพาะที่เหล่านี้ ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับสิ่งเร้าภายนอก จะไปถึงส่วนเริ่มต้นของแอกซอนและสร้างขึ้นจนกว่าจะถึงค่าเกณฑ์[ 5 ]ยิ่งสิ่งเร้ามีขนาดใหญ่เท่าใดการลดขั้วหรือความพยายามที่จะถึงค่าเกณฑ์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น กระบวนการลดขั้วต้องอาศัยขั้นตอนสำคัญหลายขั้นตอนที่ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางกายวิภาคของเซลล์ การนำไฟฟ้าของไอออนที่เกี่ยวข้องขึ้นอยู่กับศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์และเวลาหลังจากที่ศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์เปลี่ยนแปลง[ 6 ]
ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ขณะพัก
ชั้นฟอสโฟลิปิดสองชั้นของเยื่อหุ้มเซลล์นั้นมีความซึมผ่านได้ต่ำมากสำหรับไอออน โครงสร้างทั้งหมดของเยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยโปรตีนจำนวนมากที่ฝังอยู่ในหรือทะลุผ่านชั้นลิปิดสองชั้น โปรตีนบางชนิดช่วยให้ไอออนผ่านได้อย่างจำเพาะเจาะจง เรียกว่าช่องไอออน ช่องโพแทสเซียมแบบรั่วช่วยให้โพแทสเซียมไหลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อตอบสนองต่อความแตกต่างของความเข้มข้นของโพแทสเซียมภายใน (ความเข้มข้นสูง) และภายนอกเซลล์ (ความเข้มข้นต่ำ) การสูญเสียประจุบวก (+) ของไอออนโพแทสเซียม (K+) จากภายในเซลล์ส่งผลให้เกิดศักย์ลบที่นั่นเมื่อเทียบกับพื้นผิวภายนอกเซลล์ของเยื่อหุ้มเซลล์[ 7 ]การ "รั่ว" ของโซเดียม (Na+) เข้าสู่เซลล์ในปริมาณที่น้อยกว่ามากส่งผลให้ศักย์พักจริงประมาณ –70 mV มีค่าลบน้อยกว่าศักย์ที่คำนวณได้สำหรับ K+ เพียงอย่างเดียว ซึ่งเป็นศักย์สมดุลประมาณ –90 mV [ 7 ]โซเดียม-โพแทสเซียม ATPaseเป็นตัวขนส่งแบบแอคทีฟภายในเยื่อหุ้มเซลล์ที่สูบโพแทสเซียม (2 ไอออน) กลับเข้าไปในเซลล์และโซเดียม (3 ไอออน) ออกจากเซลล์ รักษาความเข้มข้นของไอออนทั้งสองชนิดไว้ รวมถึงรักษาการโพลาไรเซชันของแรงดันไฟฟ้าด้วย
การลดขั้ว
อย่างไรก็ตาม เมื่อสิ่งเร้ากระตุ้นช่องโซเดียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าให้เปิด ไอออนโซเดียมบวกจะไหลเข้าสู่เซลล์และแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น กระบวนการนี้ยังสามารถเริ่มต้นได้โดยการจับตัวของลิแกนด์หรือสารสื่อประสาทกับช่องที่ควบคุมด้วยลิแกนด์โซเดียมที่อยู่นอกเซลล์จะมีมากกว่าภายใน และประจุบวกภายในเซลล์จะผลักดันให้ไอออนโพแทสเซียมไหลออกผ่านช่องโพแทสเซียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าแบบดีเลย์รีซีฟไฟเออร์ เนื่องจากช่องโพแทสเซียมภายในเยื่อหุ้มเซลล์มีการหน่วงเวลา การเข้าของโซเดียมเพิ่มเติมใดๆ จะกระตุ้นช่องโซเดียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้ามากขึ้นเรื่อยๆ การลดขั้วเหนือเกณฑ์ส่งผลให้การนำไฟฟ้าของ Na เพิ่มขึ้นเพียงพอสำหรับการเคลื่อนที่ของโซเดียมเข้าเพื่อเอาชนะการเคลื่อนที่ของโพแทสเซียมออกทันที[ 3 ]หากการไหลเข้าของไอออนโซเดียมไม่ถึงเกณฑ์ การนำไฟฟ้าของโซเดียมจะไม่เพิ่มขึ้นเพียงพอที่จะเอาชนะการนำไฟฟ้าของโพแทสเซียมขณะพัก ในกรณีนั้น จะสังเกตเห็น การแกว่งของศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ที่ต่ำกว่าเกณฑ์ในเซลล์ประสาทบางประเภท หากสำเร็จ การไหลเข้าของประจุบวกอย่างฉับพลันจะทำให้เยื่อหุ้มเซลล์เกิดการลดศักย์ไฟฟ้า และโพแทสเซียมจะชะลอการสร้างศักย์ไฟฟ้าใหม่หรือเพิ่มศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ การไหลเข้าของโซเดียมจะทำให้เซลล์เกิดการลดศักย์ไฟฟ้าเพื่อพยายามสร้างศักย์ไฟฟ้าสมดุลของตัวเอง (ประมาณ +52 mV) เพื่อทำให้ภายในเซลล์มีศักย์ไฟฟ้าบวกมากกว่าภายนอก
การเปลี่ยนแปลง
ค่าเกณฑ์อาจแตกต่างกันไปตามปัจจัยหลายประการ การเปลี่ยนแปลงในการนำไฟฟ้าของไอออนโซเดียมหรือโพแทสเซียมอาจนำไปสู่ค่าเกณฑ์ที่สูงขึ้นหรือต่ำลง นอกจากนี้ เส้นผ่านศูนย์กลางของแอกซอน ความหนาแน่นของช่องโซเดียมที่เปิดใช้งานด้วยแรงดันไฟฟ้า และคุณสมบัติของช่องโซเดียมภายในแอกซอน ล้วนส่งผลต่อค่าเกณฑ์[ 8 ]โดยทั่วไปในแอกซอนหรือเดนไดรต์ จะมีสัญญาณดีโพลาไรเซชันหรือไฮเปอร์โพลาไรเซชันขนาดเล็กที่เกิดจากสิ่งเร้าก่อนหน้า การแพร่กระจายแบบพาสซีฟของสัญญาณเหล่านี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางไฟฟ้าแบบพาสซีฟของเซลล์ สัญญาณจะสามารถดำเนินต่อไปตามเซลล์ประสาทเพื่อทำให้เกิดศักย์การกระทำต่อไปได้ก็ต่อเมื่อสัญญาณนั้นแรงพอที่จะผ่านความต้านทานและความจุของเยื่อหุ้มเซลล์ ตัวอย่างเช่น เซลล์ประสาทที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่จะมีช่องไอออนในเยื่อหุ้มเซลล์มากกว่าเซลล์ขนาดเล็ก ส่งผลให้มีความต้านทานต่อการไหลของกระแสไอออนน้อยลง กระแสจะแพร่กระจายได้เร็วขึ้นในเซลล์ที่มีความต้านทานน้อยกว่า และมีแนวโน้มที่จะถึงเกณฑ์ในส่วนอื่นๆ ของเซลล์ประสาทมากขึ้น[ 3 ]
จากการทดลองพบว่าศักยภาพเกณฑ์สามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ ของลักษณะอินพุตได้โดยการควบคุมความหนาแน่นของช่องโซเดียม รวมถึงการปิดใช้งานช่องโซเดียมโดยรวม การเกิดไฮเปอร์ โพลาไรเซชัน โดยช่องโพแทสเซียมแบบดีเลย์รีซีกไฟเออร์ทำให้เกิดช่วงเวลาที่ไม่ตอบสนองสัมพัทธ์ ซึ่งทำให้การเข้าถึงเกณฑ์ทำได้ยากขึ้นมาก ช่องโพแทสเซียมแบบดีเลย์รีซีกไฟเออร์มีหน้าที่รับผิดชอบในระยะออกช้าของศักยภาพการกระทำ โดยจะเปิดที่แรงดันไฟฟ้ากระตุ้นที่แตกต่างจากช่องโซเดียมที่เปิดใช้งานอย่างรวดเร็ว พวกมันจะปรับสมดุลหรือซ่อมแซมสมดุลของไอออนข้ามเยื่อหุ้มเซลล์โดยการเปิดและปล่อยให้โพแทสเซียมไหลตามความเข้มข้นจากภายในสู่ภายนอกเซลล์ พวกมันจะปิดอย่างช้าๆ เช่นกัน ส่งผลให้ประจุบวกไหลออกไปเกินกว่าสมดุลที่จำเป็น ทำให้เกิดประจุลบมากเกินไปในเซลล์ ซึ่งต้องใช้สิ่งกระตุ้นขนาดใหญ่มากและการเกิดดีโพลาไรเซชันที่ตามมาจึงจะทำให้เกิดการตอบสนองได้
เทคนิคการติดตาม
เทคนิคการติดตามเกณฑ์จะทดสอบความตื่นตัวของเส้นประสาท และขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของเยื่อหุ้มแอกซอนและตำแหน่งของการกระตุ้น เทคนิคเหล่านี้มีความไวสูงมากต่อศักย์เยื่อหุ้มเซลล์และการเปลี่ยนแปลงของศักย์นี้ การทดสอบเหล่านี้สามารถวัดและเปรียบเทียบเกณฑ์ควบคุม (หรือเกณฑ์ขณะพัก) กับเกณฑ์ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม โดยแรงกระตุ้นเดี่ยวก่อนหน้า ชุดแรงกระตุ้น หรือกระแสไฟฟ้าต่ำกว่าเกณฑ์[ 9 ]การวัดการเปลี่ยนแปลงของเกณฑ์สามารถบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงของศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ คุณสมบัติของแอกซอน และ/หรือความสมบูรณ์ของปลอก ไมอีลิน
การติดตามค่าเกณฑ์ช่วยให้สามารถปรับความแรงของสิ่งเร้าทดสอบด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อกระตุ้นศักยภาพของเส้นประสาทหรือกล้ามเนื้อสูงสุดในสัดส่วนที่กำหนด การทดลองติดตามค่าเกณฑ์ประกอบด้วยการใช้สิ่งเร้า 1 มิลลิวินาทีกับเส้นประสาทในช่วงเวลาปกติ[ 10 ]ศักยภาพการกระทำจะถูกบันทึกไว้หลังจากแรงกระตุ้น สิ่งเร้าจะลดลงโดยอัตโนมัติทีละเปอร์เซ็นต์ที่กำหนดไว้จนกว่าการตอบสนองจะต่ำกว่าเป้าหมาย (การสร้างศักยภาพการกระทำ) หลังจากนั้น สิ่งเร้าจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงขึ้นอยู่กับว่าการตอบสนองก่อนหน้านี้น้อยกว่าหรือมากกว่าการตอบสนองเป้าหมายจนกว่าจะมีการกำหนดเกณฑ์พัก (หรือเกณฑ์ควบคุม) ความสามารถในการกระตุ้นของเส้นประสาทสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมของเส้นประสาทหรือใช้กระแสไฟฟ้าเพิ่มเติม เนื่องจากค่าของกระแสเกณฑ์เดียวให้ข้อมูลที่มีคุณค่าน้อยเพราะมันแตกต่างกันทั้งภายในและระหว่างบุคคล การวัดค่าเกณฑ์เป็นคู่ โดยเปรียบเทียบเกณฑ์ควบคุมกับเกณฑ์ที่เกิดจากภาวะไม่ตอบสนอง ภาวะเกินปกติ ค่าคงที่เวลาความแรง-ระยะเวลา หรือ "อิเล็กโทรโทนัสเกณฑ์" จึงมีประโยชน์มากกว่าในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์และทางคลินิก[ 11 ]
การติดตามค่าเกณฑ์มีข้อดีเหนือกว่า เทคนิค ทางสรีรวิทยาไฟฟ้า อื่นๆ เช่น วิธีการกระตุ้นคงที่ เทคนิคนี้สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงของค่าเกณฑ์ภายในช่วงไดนามิก 200% และโดยทั่วไปจะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับคุณสมบัติของแอกซอนมากกว่าการทดสอบอื่นๆ[ 12 ]นอกจากนี้ เทคนิคนี้ยังช่วยให้สามารถกำหนดค่าเชิงปริมาณของการเปลี่ยนแปลงในค่าเกณฑ์ได้ ซึ่งเมื่อแปลงทางคณิตศาสตร์เป็นเปอร์เซ็นต์แล้ว สามารถนำมาใช้เปรียบเทียบการเตรียมเส้นใยเดี่ยวและเส้นใยหลายเส้น ตำแหน่งของเซลล์ประสาทที่แตกต่างกัน และความตื่นตัวของเส้นประสาทในสายพันธุ์ต่างๆ ได้[ 12 ]
"อิเล็กโทรโทนัสระดับเกณฑ์"
เทคนิคการติดตามเกณฑ์เฉพาะอย่างหนึ่งคือเกณฑ์อิเล็กโทรโทนัสซึ่งใช้การตั้งค่าการติดตามเกณฑ์เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าแบบดีโพลาไรซ์หรือไฮเปอร์โพลาไรซ์ที่ต่ำกว่าเกณฑ์ซึ่งคงอยู่นานภายในเยื่อหุ้มเซลล์ สามารถสังเกตและบันทึกการเปลี่ยนแปลงในความสามารถในการกระตุ้นของเซลล์ได้โดยการสร้างกระแสไฟฟ้าที่คงอยู่นานเหล่านี้ การลดลงของเกณฑ์นั้นเห็นได้ชัดเจนในระหว่างการดีโพลาไรซ์อย่างกว้างขวาง และการเพิ่มขึ้นของเกณฑ์นั้นเห็นได้ชัดเจนเมื่อมีการไฮเปอร์โพลาไรซ์อย่างกว้างขวาง เมื่อมีการไฮเปอร์โพลาไรซ์ ความต้านทานของเยื่อหุ้มเซลล์ระหว่างปล้องจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการปิดช่องโพแทสเซียม และกราฟที่ได้จะ "แผ่ออก" การดีโพลาไรซ์จะมีผลตรงกันข้าม คือกระตุ้นช่องโพแทสเซียม ทำให้กราฟ "แผ่เข้า" [ 13 ]
ปัจจัยสำคัญที่สุดที่กำหนดเกณฑ์อิเล็กโทรโทนัสคือศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ ดังนั้นเกณฑ์อิเล็กโทรโทนัสจึงสามารถใช้เป็นดัชนีของศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อระบุลักษณะเฉพาะของสภาวะทางการแพทย์ที่สำคัญโดยการเปรียบเทียบผลกระทบของสภาวะเหล่านั้นต่อศักย์เกณฑ์กับผลกระทบที่เห็นได้จากการทดลอง ตัวอย่างเช่น ภาวะขาดเลือดและภาวะโพลาไรเซชันทำให้เกิดผล "แผ่กระจาย" ของรูปคลื่นอิเล็กโทรโทนัสเหมือนกัน การสังเกตนี้ทำให้สรุปได้ว่าภาวะขาดเลือดอาจเกิดจากการกระตุ้นช่องโพแทสเซียมมากเกินไป[ 14 ]
ความสำคัญทางคลินิก
บทบาทของศักยภาพเกณฑ์ได้รับการกล่าวถึงในบริบททางคลินิก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการทำงานของระบบประสาทเอง รวมถึงระบบหัวใจและหลอดเลือดด้วย
อาการชักจากไข้สูง
อาการชักจากไข้หรือ "อาการชักจากไข้" คืออาการชักที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิร่างกายที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญซึ่งมักเกิดขึ้นในวัยเด็กตอนต้น การเกิดอาการชักจากไข้ซ้ำๆ ในวัยเด็กมีความสัมพันธ์กับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรคลมชักกลีบขมับในวัยผู้ใหญ่[ 15 ]
ด้วย การบันทึกแบบ แพทช์แคลมป์สภาวะที่คล้ายคลึงกันนี้ถูกจำลองขึ้นในหลอดทดลองในเซลล์ประสาทคอร์เทกซ์ของหนูหลังจากเหนี่ยวนำให้เกิดอุณหภูมิร่างกายเป็นไข้ พบว่าศักยภาพเกณฑ์ลดลงอย่างเห็นได้ชัด กลไกของการลดลงนี้อาจเกี่ยวข้องกับการยับยั้งการยับยั้งที่เกิดจากตัวรับ GABA Bเมื่อได้รับความร้อนมากเกินไป[ 15 ]
โรค ALS และโรคเบาหวาน
ความผิดปกติในการกระตุ้นของเซลล์ประสาทได้รับการสังเกตใน ผู้ป่วย โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงและโรคเบาหวานแม้ว่ากลไกที่รับผิดชอบต่อความแปรปรวนจะแตกต่างกันระหว่างสองภาวะนี้ แต่การทดสอบผ่านการตอบสนองต่อภาวะขาดเลือดแสดงให้เห็นถึงความต้านทานที่คล้ายคลึงกันต่อภาวะขาดเลือดและอาการชาที่เกิดขึ้น เนื่องจากภาวะขาดเลือดเกิดขึ้นจากการยับยั้งปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียม ความผิดปกติในศักยภาพเกณฑ์จึงมีส่วนเกี่ยวข้องด้วย[ 12 ]
ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ
นับตั้งแต่ทศวรรษ 1940 แนวคิดเรื่องการลดขั้วไดแอสโตลิกหรือ " ศักยภาพตัวกระตุ้น " ได้รับการยอมรับ กลไกนี้เป็นลักษณะเฉพาะของเนื้อเยื่อหัวใจ[ 16 ] เมื่อถึงเกณฑ์และศักยภาพการกระทำที่เกิดขึ้นจะส่งผลให้เกิดการเต้นของหัวใจจากปฏิสัมพันธ์ อย่างไรก็ตาม เมื่อการเต้นของหัวใจนี้เกิดขึ้นในเวลาที่ไม่สม่ำเสมอ อาจส่งผลให้เกิด ภาวะร้ายแรงที่เรียกว่าภาวะหัวใจเต้นผิด จังหวะได้
การใช้ยา
ยาหลายชนิดสามารถทำให้เกิดการยืดระยะเวลา QTเป็นผลข้างเคียงได้ การยืดระยะเวลานี้เป็นผลมาจากการล่าช้าใน การปิดใช้งาน ช่องโซเดียมและแคลเซียมหากไม่มีการปิดใช้งานช่องอย่างเหมาะสม ศักยภาพเกณฑ์จะถึงก่อนกำหนดและทำให้เกิดภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะได้[ 17 ]ยาเหล่านี้ซึ่งรู้จักกันในชื่อสารก่อภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ ได้แก่ ยาต้านจุลชีพ ยาต้านโรคจิต เมทาโดน และที่น่าประหลาดใจคือยาต้านภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ[ 18 ]การใช้ยาเหล่านี้พบได้บ่อยเป็นพิเศษในหน่วยดูแลผู้ป่วยหนัก และต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อระยะเวลา QT ยืดออกในผู้ป่วยดังกล่าว ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะอันเป็นผลมาจากระยะเวลา QT ที่ยืดออก ได้แก่ ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะชนิดtorsades de pointesหรือ TdP ซึ่งอาจถึงแก่ชีวิตได้ [ 17 ]
บทบาทของอาหาร
อาหารอาจเป็นตัวแปรที่มีผลต่อความเสี่ยงของภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ กรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อนที่พบในน้ำมันปลาและน้ำมันพืชหลายชนิด[ 19 ]มีบทบาทในการป้องกันภาวะหัวใจเต้น ผิดจังหวะ [ 20 ]โดยการยับยั้งกระแสโซเดียมที่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า น้ำมันเหล่านี้จะเปลี่ยนศักยภาพเกณฑ์ไปสู่ค่าบวกมากขึ้น ดังนั้นศักยภาพการกระทำจึงต้องอาศัยการลดขั้วที่เพิ่มขึ้น[ 20 ]การใช้สารสกัดเหล่านี้ในการรักษาทางคลินิกยังคงเป็นหัวข้อของการวิจัย แต่มีความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งระหว่างการบริโภคน้ำมันปลาเป็นประจำกับความถี่ในการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลที่ลดลงเนื่องจากภาวะหัวใจห้องบนสั่นพลิ้ว ซึ่งเป็นภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะที่รุนแรงและพบได้บ่อยขึ้นเรื่อยๆ[ 21 ]
หมายเหตุ
- ↑ไซฟเตอร์, แรทเนอร์ & สโลน 2548 , p. 55.
- ^รัชตัน 1927 , หน้า 358.
- ^ a b c Nicholls et al. 2012 , หน้า 121.
- ^ Nicholls et al. 2012 , หน้า 122.
- ^สจ๊วตและคณะ 1997หน้า 127
- ^ Trautwein 1963 , หน้า 330.
- ^ a b Nicholls et al. 2012 , หน้า 144.
- ^ Trautwein 1963 , หน้า 281.
- ^ Bostock, Cikurel & Burke 1998 , หน้า 137.
- ^ Bostock, Cikurel & Burke 1998 , หน้า 138.
- ^ Burke, Kiernan & Bostock 2001 , หน้า 1576.
- ^ a b c Bostock, Cikurel & Burke 1998 , หน้า 141.
- ^ Burke, Kiernan & Bostock 2001 , หน้า 1581.
- ^ Bostock, Cikurel & Burke 1998 , หน้า 150.
- ^ a b Wang et al. 2011 , หน้า 87.
- ↑มอนเฟรดี และคณะ 2010 , หน้า. 1392.
- ^ a b Nelson & Leung 2011 , หน้า 292.
- ^ Nelson & Leung 2011 , หน้า 291.
- ^ "ไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน"สมาคมโรคหัวใจแห่งอเมริกาสืบค้นเมื่อ 22 พฤษภาคม 2018
- ↑ เป็นขSavelieva , Kourliouros & Camm 2010 , p. 213.
- ↑ซาเวลีวา, คูลิอูรอส & แคมม์ 2010 , หน้า 213–215
ลิงก์ภายนอก
- Nosek, Thomas M. "ส่วนที่ 1/1ch4/s1ch4_8" . สาระสำคัญของสรีรวิทยาของมนุษย์ . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2016-03-24
- ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ cameron.edu
- ดูแผนภาพได้ที่ nih.gov
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ศักยภาพเกณฑ์
ใน ทางสรีรวิทยาไฟฟ้า ศักย์ เกณฑ์ คือระดับวิกฤตที่ ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ ต้อง ลดลง ถึงระดับนั้น เพื่อเริ่ม ต้นศักย์การกระทำ ใน ทางประสาทวิทยา...
การค้นพบ
การทดลองเบื้องต้นเกี่ยวข้องกับแนวคิดที่ว่าการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าใดๆ ที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาทจะต้องเกิดขึ้นผ่านการทำงานของไอออน นักเคมีฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Walther Nernst ได้นำแนวคิดนี้ไปใช้ในการทดลองเพื่อค้นพบความตื่นตัวของระบบประสาท...
หน้าที่และลักษณะทางสรีรวิทยา
ค่าเกณฑ์จะควบคุมว่าสิ่งเร้าที่เข้ามานั้นเพียงพอที่จะสร้างศักยภาพการกระทำหรือไม่ โดยอาศัยความสมดุลของสิ่งเร้าที่ยับยั้งและกระตุ้นที่เข้ามา ศักยภาพที่เกิดจากสิ่งเร้าจะรวมกัน และอาจถึงค่าเกณฑ์ได้ขึ้นอยู่กับความถี่และแอมพลิจูด การทำงานปกติของ ระบบประสาทส่วนกลาง...
ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ขณะพัก
ชั้น ฟอสโฟลิปิดสองชั้น ของ เยื่อหุ้มเซลล์ นั้นมีความซึมผ่านได้ต่ำมากสำหรับไอออน โครงสร้างทั้งหมดของเยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยโปรตีนจำนวนมากที่ฝังอยู่ในหรือทะลุผ่านชั้นลิปิดสองชั้น โปรตีนบางชนิดช่วยให้ไอออนผ่านได้อย่างจำเพาะเจาะจง เรียกว่าช่องไอออน...