Postsynaptické potenciály jsou změny membránového potenciálu postsynaptického neuronu. Postsynaptické potenciály jsou odstupňované potenciály. Jsou způsobeny tím, že presynaptický neuron uvolňuje neurotransmitery z koncového tlačítka na konci axonu do synaptické štěrbiny. Neurotransmitery se vážou na receptory na postsynaptickém neuronu. Ty jsou souhrnně označovány jako postsynaptické receptory, protože jsou na membráně postsynaptické buňky. Neurotransmitery se vážou na své receptory tím, že mají určitý tvar nebo strukturu, podobně jako klíč zapadá do určitých zámků.
Jedním ze způsobů, jak mohou receptory reagovat na vazbu neurotransmiteru, je otevření nebo uzavření iontového kanálu, což umožňuje iontům vstoupit do buňky nebo ji opustit. Právě tyto ionty mění membránový potenciál. Ionty podléhají dvěma hlavním silám, difúzi a elektrostatickému odpuzování. Ionty budou směřovat ke svému rovnovážnému potenciálu, což je stav, kdy difúzní síla vyruší sílu elektrostatického odpuzování. Když je membrána na svém rovnovážném potenciálu, nedochází již k čistému pohybu iontů. Dvě důležité rovnice, které mohou určit rozdíly membránového potenciálu na základě koncentrace iontů, jsou Nernstova rovnice a Goldmanova rovnice.
Vztah k akčním potenciálům
Neurony mají klidový potenciál okolo -70mV. Pokud otevření iontového kanálu vede k čistému zisku pozitivního náboje přes membránu, membrána je prý depolarizována, protože potenciál se blíží nule. Jedná se o excitační postsynaptický potenciál (EPSP), protože přivádí potenciál neuronu blíže k jeho prahu výboje (okolo -55mV).
Pokud naopak otevření iontového kanálu vede k čistému zisku záporného náboje, posouvá to potental dále od nuly a označuje se to jako hyperpolarizace. Jedná se o inhibiční postsynaptický potenciál, protože mění náboj přes membránu, aby byl dále od prahu výpalu.
Je důležité si uvědomit, že neurotransmitery nejsou ze své podstaty excitační nebo inhibiční: různé receptory pro stejný neurotransmiter mohou otevřít různé typy iontových kanálů.
EPSPs a IPSPs jsou přechodné změny membránového potenciálu a EPSPs vyplývající z uvolnění transmiteru v jedné synapsi jsou obecně příliš malé na to, aby spustily výkyv v postsynaptickém neuronu. Nicméně neuron obvykle přijímá synaptické vstupy od asi 10 000 jiných neuronů, takže kombinovaná aktivita aferentních neuronů může způsobit velké fluktuace membránového potenciálu. Pokud je postsynaptická buňka dostatečně depolarizována, dojde k akčnímu potenciálu. Akční potenciály nejsou odstupňovány; jsou to všechny nebo žádné odpovědi.
Ukončení postsynaptického potenciálu
Postsynaptický potenciál se začne ukončovat, když se neurotransmiter odpojí od svého receptoru. Receptor se pak může volně vrátit do svého předchozího strukturálního stavu. Iontové kanály, které receptor otevřel, když se na něj neurotransmiter vázal, se nyní uzavřou. Jakmile se kanály uzavřou, ionty se vrátí do rovnovážného stavu a membrána se vrátí ke svému rovnovážnému potenciálu.
Postsynaptické potenciály jsou předmětem sumace, a to buď prostorově, nebo časově.
Prostorová sumace: Pokud buňka přijímá vstup do dvou synapsí, které jsou blízko sebe, jejich postsynaptické potenciály se sčítají. Pokud buňka přijímá dva excitační postsynaptické potenciály, kombinují se tak, že membránový potenciál je depolarizován součtem obou změn. Pokud existují dva inhibiční potenciály, také se sčítají a membrána je hyperpolarizována o toto množství. Pokud buňka přijímá jak inhibiční, tak excitační postsynaptický potenciál, mohou se vyrušit, nebo může být jeden silnější než druhý a membránový potenciál se změní rozdílem mezi nimi.
Temporální sumace: Když buňka obdrží vstupy, které jsou v čase blízko u sebe, jsou také sečteny, i když ze stejné synapse. Pokud tedy neuron obdrží excitační postsynaptický potenciál a pak presynaptický neuron opět vystřelí a vytvoří další EPSP, pak je membrána postsynaptické buňky depolarizována součtem EPSP.