Kluczowa różnica - potencjał spoczynkowy vs potencjał działania
Neuron jest uważany za jednostkę strukturalną układu nerwowego. Polega na przekazywaniu różnych bodźców nerwowych podczas komunikacji między komórką. Neurony wysyłają wiadomości elektrochemicznie z udziałem różnych jonów. Innymi słowy, sygnały wysyłane są przez naładowane elektrycznie związki chemiczne, które są jonami. Najważniejsze jony to sód, potas, wapń i chlorek. Ruch tych jonów przez błonę otaczającą komórki nerwowe powoduje dwa rodzaje potencjałów (różnice napięcia); potencjał spoczynkowy i potencjał czynnościowy. Potencjał spoczynkowy występuje, gdy neuron jest w spoczynku i nie ma transmisji impulsów. Potencjał spoczynkowy można zdefiniować jako różnicę w napięciu między wnętrzem i na zewnątrz neuronu, gdy neuron jest w spoczynku. Potencjał czynnościowy występuje, gdy sygnały są przesyłane wzdłuż aksonu neuronu. Stąd potencjał czynnościowy można zdefiniować jako zmianę potencjału elektrycznego, gdy transmisja sygnału zachodzi przez aksony. Potencjał błonowy neuronu (szczególnie aksonu) zmienia się wraz z szybkimi wzrostami i spadkami. To jest kluczowa różnica między potencjałem spoczynkowym a potencjałem czynnościowym.
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest potencjał spoczynkowy
3. Czym jest potencjał działania
4. Podobieństwa między potencjałem spoczynkowym a potencjałem działania
5. Porównanie obok siebie - potencjał spoczynkowy a potencjał działania w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie
Co to jest potencjał odpoczynku?
Potencjał spoczynkowy to zjawisko, które występuje w neuronie w stanie spoczynku. Mówiąc prościej, potencjał spoczynkowy występuje, gdy neuron nie bierze udziału w wysyłaniu żadnych impulsów ani sygnałów nerwowych. Takie warunki nazywane są potencjałem spoczynkowym, w którym neuron jest w stanie „spoczynku”. W tym stanie błona neuronu zawiera różnicę ładunków. Wewnętrzny obszar membrany jest bardziej ujemnie naładowany w porównaniu z ładunkiem zewnętrznego obszaru membrany. Takie różnice w ładunkach są normalnie równoważone z powodu wymiany różnych jonów przez membranę w dowolnym kierunku; do środka czy na zewnątrz.
Jednak podczas potencjału spoczynkowego równoważenie ładunków nie zachodzi, ponieważ kanały jonowe obecne w membranie nie pozwalają na przechodzenie niektórych jonów. Zapewnia przejście tylko do jonów K + (jony potasu) i hamuje ruch jonów Cl - (chlorek) i Na + (sód). Ponadto błona hamuje przechodzenie cząsteczek białka, które są naładowane ujemnie i obecne wewnątrz neuronu. Te kanały jonowe nazywane są selektywnymi kanałami jonowymi.
Oprócz tych kanałów istnieje pompa jonowa, która polega na wymianie jonów Na + i K + przez błonę. Ta pompa działa z wykorzystaniem energii. Kiedy to działa, umożliwia jednoczesną wymianę dwóch jonów K + do neuronu i trzech jonów Na + z neuronu. Ta pompa jest nazywana pompą aktywną kationowo. Podczas potencjału spoczynkowego więcej jonów K + jest obecnych w neuronie, a więcej jonów Na + poza neuronem.
Rysunek 01: Potencjał odpoczynku
Napięcie potencjału spoczynkowego (różnica napięcia między zewnętrzną i wewnętrzną stroną neuronu) jest mierzone po ostatecznym zrównoważeniu wszystkich sił ładunków. W normalnych warunkach potencjał spoczynkowy neuronu wynosi -70 mV.
Co to jest potencjał działania?
Potencjał czynnościowy pojawia się w neuronie, gdy neuron przekazuje impulsy. Podczas transmisji sygnału potencjał błonowy (różnica potencjału elektrycznego między zewnętrzną a wewnętrzną częścią komórki) neuronu (w szczególności aksonu) zmienia się wraz z szybkimi wzrostami i spadkami. Potencjały czynnościowe występują nie tylko w neuronach. Występuje w różnych innych pobudliwych komórkach, takich jak komórki mięśniowe, komórki endokrynologiczne, a także w niektórych komórkach roślinnych. Podczas potencjału czynnościowego przekazywanie impulsów przez nerw odbywa się wzdłuż aksonu neuronu aż do guzków synaptycznych, znajdujących się na końcu aksonu. Podstawową rolą potencjału czynnościowego jest ułatwienie komunikacji między komórkami.
Potencjał czynnościowy jest zwykle generowany przez prąd depolaryzujący. W wyniku otwarcia kanałów jonowych K + na dłuższy okres czasu napięcie potencjału czynnościowego przekracza -70 mV. Ale kiedy kanały jonowe Na + się zamykają, wartość ta powraca do -70mV. Stany te nazywane są odpowiednio hiperpolaryzacją i repolaryzacją.
Potencjał czynnościowy jest zwykle generowany przez prąd depolaryzujący. Innymi słowy, bodziec, który generuje potencjał czynnościowy, powoduje spadek potencjału spoczynkowego neuronu do 0 mV, a następnie do wartości -55 mV. Nazywa się to wartością progową. Dopóki neuron nie osiągnie wartości progowej, potencjał czynnościowy nie zostanie wygenerowany. Podobnie jak potencjały spoczynkowe, potencjały czynnościowe powstają w wyniku krzyżowania się różnych jonów przez błonę neuronu. Początkowo kanały jonowe Na + są otwierane w odpowiedzi na bodziec. Wspomniano, że w stanie spoczynku wnętrze neuronu jest bardziej naładowane ujemnie i zawiera więcej jonów Na + na zewnątrz. Ze względu na otwarcie Na +kanały jonowe podczas potencjału czynnościowego, więcej jonów Na + wpadnie do neuronu przez błonę. Ze względu na dodatni ładunek jonów sodu, membrana staje się bardziej naładowana dodatnio i ulega depolaryzacji.
Rysunek 02: Potencjał działania
Ta depolaryzacja jest odwracana przez otwarcie kanałów jonowych K +, które przemieszczają większą liczbę jonów K + z neuronu. Gdy kanały jonowe K + się otworzą, kanały jonowe Na + zamykają się. Ze względu na otwieranie się kanałów jonowych K + na dłuższy okres czasu napięcie potencjału czynnościowego przekracza -70 mV. Ten stan jest znany jako hiperpolaryzacja. Ale kiedy kanały jonowe Na + się zamykają, wartość ta powraca do -70mV. Nazywa się to repolaryzacją.
Jakie jest podobieństwo między potencjałem odpoczynku a potencjałem działania?
Potencjał spoczynkowy i potencjał czynnościowy powstają w wyniku ruchu różnych jonów przez błonę neuronu
Jaka jest różnica między potencjałem spoczynkowym a potencjałem do działania?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Potencjał odpoczynku a potencjał działania |
|
| Potencjał spoczynkowy to różnica napięcia na błonie neuronu, gdy nie przekazuje on sygnałów. | Potencjał czynnościowy to różnica napięcia na błonie neuronu, gdy przekazuje sygnały wzdłuż aksonów. |
| Występowanie | |
| Potencjał spoczynkowy występuje, gdy neuron nie bierze udziału w wysyłaniu żadnych impulsów ani sygnałów nerwowych. | Potencjał czynnościowy występuje, gdy sygnały przesyłane są wzdłuż neuronów. |
| Napięcie | |
| -70mV to potencjał spoczynkowy. | + 40mV to potencjał czynnościowy. |
| Jony | |
| Więcej jonów Na + i mniej jonów K + poza neuronami, gdy występuje potencjał spoczynkowy. | Więcej jonów Na + i mniej jonów K + wewnątrz neuronu, gdy pojawia się potencjał czynnościowy. |
Podsumowanie - potencjał odpoczynku a potencjał działania
Potencjał spoczynkowy występuje, gdy neuron nie bierze udziału w wysyłaniu żadnych impulsów ani sygnałów nerwowych. Wewnętrzny obszar membrany jest bardziej ujemnie naładowany w porównaniu z ładunkiem zewnętrznego obszaru membrany. Podczas potencjału spoczynkowego więcej jonów K + jest obecnych w neuronie, a więcej jonów Na + poza neuronem. W normalnych warunkach potencjał spoczynkowy neuronu wynosi -70 mV. Potencjał czynnościowy to potencjał błonowy, gdy transmisja sygnału następuje wzdłuż aksonu. Potencjał czynnościowy jest zwykle generowany przez prąd depolaryzujący. W wyniku otwarcia kanałów jonowych K + na dłuższy okres czasu napięcie potencjału czynnościowego przekracza -70 mV. Ale kiedy Na +kanały jonowe są zamknięte, wartość ta jest przywracana do -70mV. Stany te nazywane są odpowiednio hiperpolaryzacją i repolaryzacją. To jest różnica między potencjałem spoczynkowym a potencjałem czynnościowym.
Pobierz wersję PDF raportu Potencjał spoczynkowy vs potencjał działania
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej w trybie offline, zgodnie z notą cytatową. Pobierz wersję PDF tutaj: Różnica między potencjałem odpoczynku a potencjałem działania
