Receptor potentieel

De Receptor potentieel is de reactie van sensorische cellen op een stimulus en komt meestal overeen met een depolarisatie. Het zal ook Generator potentieel en is een direct gevolg van de transductieprocessen waarmee de receptor een stimulus omzet in excitatie. Dit proces wordt verstoord bij receptorgeassocieerde ziekten.

Wat is het receptorpotentieel?

De sensorische cellen van het menselijk lichaam worden receptoren genoemd. Dit zijn eiwitten of een eiwitcomplex waaraan signaalmoleculen zich binden. Dit triggert signaleringsprocessen in de cellen. Receptoren vangen signalen van buitenaf op en verwerken deze tot bio-elektrische excitatie. Ze vertalen prikkels uit de omgeving naar de taal van het centrale zenuwstelsel. De receptoren zijn zeer gespecialiseerd en behoren tot de belangrijkste voorbeelden van menselijke waarneming.

In een niet-aangehaalde toestand hebben de receptoren een rustpotentieel. Dit is een spanningsverschil gebaseerd op een ongelijke verdeling van natrium- en kaliumionen die de intra- en extracellulaire ruimte van elkaar scheiden. Een inkomende stimulus uit de omgeving bindt zich aan de receptoreiwitten en zorgt ervoor dat de receptor zijn rustpotentieel overschrijdt. Dit proces staat bekend als depolarisatie. Het receptorpotentieel is de membraan-elektrische respons van sensorische cellen op een bepaalde stimulus. Sommige auteurs maken een onderscheid tussen het receptorpotentieel en het generatorpotentieel. Ze begrijpen de depolarisatie van een sensorisch neuron als een generatorpotentieel. Voor hen is een receptorpotentiaal echter een potentiaal in het membraan van de receptorcel.

Functie en taak

Het receptorpotentieel ontstaat als gevolg van het transductieproces. Dit proces komt overeen met de omzetting van stimulusenergie in lichaamseigen en dus verwerkbare excitatie.

Bij deze omzetting speelt het concept van de signaalcascade een grote rol. Tot op zekere hoogte volgen de individuele sensorische cellen verschillende paden van stimulusverwerking en -transductie. De stappen van binding, transformatie, transmissie en regeneratie zijn gemeenschappelijk voor hen. De depolarisatie van de sensorische cel is ook een veel voorkomende stap. De fotoreceptoren van het oog vormen een uitzondering. Licht veroorzaakt als voldoende stimulus hyperpolarisatie in hen.

Het normale geval is echter depolarisatie. Het vindt plaats in relatie tot de respectieve sterkte van de ontvangen stimulus. Afhankelijk van de sterkte van de stimulus, openen de membraankanalen zich als gevolg van veranderingen in de basisspanning tussen de intra- en extracellulaire ruimte. Op deze manier wordt een stimulusdrempelafhankelijke actiepotentiaal gegenereerd in de affiniteit van de receptor.

Afference is het zenuwweefsel dat gespecialiseerd is in de informatiestroom. De afferenten zijn daarom zenuwbanen die excitaties naar het centrale zenuwstelsel brengen.

Het verloop van het receptorpotentiaal verschilt met de respectievelijke receptoren. Typisch is de potentiaal samengesteld uit een proportionele en een differentiële component, zodat de stimulusrespons van de receptoren proportioneel is.

Het receptorpotentieel is meestal het gevolg van het openen van de membraangebonden natriumkanalen. Ze geven natriumionen af ​​in de cel, wat wordt opgevat als de daadwerkelijke excitatie. De hyperpolarisatie van de fotoreceptoren vindt daarentegen plaats wanneer de kanalen gesloten zijn.

Het receptorpotentieel is niet onderworpen aan een alles-of-niets-wet, maar neemt geleidelijk toe met de kracht van de stimulus. Wanneer een bepaalde drempelwaarde wordt bereikt en het drempelpotentieel dus wordt overschreden, genereert de sensorische cel een actiepotentiaal. Zoals bijna alle actiepotentialen, volgt ook die van de sensorische cellen een alles-of-niets-wet en heeft gewoonlijk geen regeneratieve ongevoelige periode.

Ziekten en aandoeningen

De groep van receptor-gerelateerde ziekten beïnvloedt de excitatieprocessen in receptorcellen. Dit heeft ook invloed op het receptorpotentieel. In de afgelopen jaren heeft medisch onderzoek verschillende receptormutaties ontdekt. Deze mutaties worden nu in verband gebracht met een breed scala aan erfelijke en somatische ziekten.

Bij receptorgeassocieerde ziekten zijn de receptoren defect. Hierdoor zijn ze niet meer in staat zich te binden aan signaalmoleculen, signalen adequaat te verwerken of signalen door te geven. Bij andere ziekten uit deze groep kan de signaaltransductie niet of nauwelijks worden uitgeschakeld. Andere mutaties kunnen over het algemeen bepaalde receptoren laten ontbreken of ze op een verkeerde manier in het membraan opnemen.

De meeste receptorgeassocieerde ziekten worden niet veroorzaakt door de receptoren zelf, maar door auto-antilichamen. Deze auto-immuunziekten vallen de sensorische cellen aan met hun auto-antilichamen en veroorzaken ontstekingen. Tijdens deze ontsteking worden de interne structuren van de receptor vernietigd en verliezen de sensorische cellen hun functionaliteit.

Voorbeelden uit deze groep ziekten zijn myasthenia gravis en het Lambert-Eaton-syndroom. Myasthenia gravis is een auto-immuunziekte van de spierneuronen. Het Lambert-Eaton-syndroom lijkt op dit fenomeen, maar komt veel vaker voor dan myasthenia gravis.

Ziekten met receptordefecten worden gedifferentieerd volgens hun structurele klasse. Bij ionkanaalziekten wordt bijvoorbeeld de neuronale structuur van de ionkanalen en daarmee de biochemische prikkelbaarheid van de receptoren verstoord.

Naast de groep van receptorgeassocieerde ziekten kunnen psychotrope geneesmiddelen ook invloed hebben op de signaalcascade van de receptoren. In dit geval werken hun actieve ingrediënten direct in op receptoren en imiteren ze de functie van de respectieve neurotransmitter om zich te kunnen binden aan de overeenkomstige receptor. Andere psychotrope geneesmiddelen blokkeren de receptoren voor fysiologische neurotransmitters. De beschreven effecten van verschillende psychotrope geneesmiddelen worden in de moderne geneeskunde specifiek gebruikt om receptoractiviteiten te beïnvloeden.