Điện thế nhận cảm: sự chuyển đối kích thích cảm giác thành xung thần kinh

Sự nhận biết của chúng ta về những tín hiệu bên trong cơ thể và từ môi trường xung quanh được thực hiện qua trung gian là hệ thống phức tạp các receptor cảm giác giúp phát hiện các kích thích như đụng chạm, âm thanh, ánh sáng, đau, lạnh và nhiệt.

Tất cả các receptor đều có một đặc điểm chung. Bất kể loại kích thích nào tác động lên receptor, nó sẽ ngay lập tức làm thay đổi điện thế màng tại receptor. Sự thay đổi điện thế này được gọi là điện thế nhận cảm.

Cơ chế của điện thế nhận cảm

Các receptor khác nhau có thể bị kích thích bằng một vài cách để tạo ra điện thế nhận cảm: (1) bằng sự biến dạng cơ học của receptor, làm căng giãn màng receptor và mở các kênh ion; (2) bằng cách gắn một chất hoá học lên màng tế bào, cũng làm mở các kênh ion; (3) bằng cách thay đổi nhiệt độ của vùng màng, làm biến đổi tính thấm của màng; hoặc (4) bằng ảnh hưởng của sóng điện từ, như là ánh sáng tác động lên receptor thị giác ở võng mạc mắt, làm thay đổi trực tiếp hoặc gián tiếp đặc tính của màng receptor và cho phép các ion đi qua các kênh của màng.

Nhìn chung, có 4 cách kích thích các receptor tương ứng với các loại receptor cảm giác khác nhau đã biết. Trong những trường hợp này, nguyên nhân cơ bản của sự thay đổi điện thế màng là sự thay đổi tính thấm của màng chứa receptor, cho phép các ion khuếch tán nhiều hay ít qua màng, từ đó, làm thay đổi điện thế của màng vận chuyển.

Độ lớn cực đại của điện thế nhận cảm

Độ lớn cực đại của đa số điện thế nhận cảm cảm giác vào khoảng 100 milivon, nhưng nó chỉ xuất hiện khi kích thích cảm giác có cường độ cực đại. Điện thế cực đại này được ghi lại từ điện thế hoạt động và cũng là sự thay đổi điện thế màng khi màng trở nên tăng thấm cực đại với các ion.

Mối liên quan giữa điện thế nhận cảm và điện thế hoạt động

Khi điện thế nhận cảm tăng trên ngưỡng sẽ xuất hiện điện thế hoạt động trong sợi thần kinh gắn với receptor, từ đó, điện thế hoạt động sinh ra. Chú ý rằng điện thế nhận cảm tăng trên ngưỡng càng nhiều thì tần số điện thế hoạt động sẽ càng lớn.

Hình. Mối quan hệ giữa điện thế thụ thể và điện thế hoạt động khi điện thế thụ thể tăng lên trên mức ngưỡng.