Stopniowany potencjał a potencjał działania
Wszystkie komórki ciała wykazują potencjał błonowy, głównie z powodu nierównomiernego rozmieszczenia jonów sodu, chlorków i potasu, a także z powodu różnicy w przepuszczalności błony komórkowej dla tych jonów. Ten potencjał błonowy powoduje dodatnie i ujemne ładunki w poprzek błony. Neurony i komórki mięśniowe to dwa rodzaje specjalnych komórek, które mają specjalne wykorzystanie potencjału błonowego. Mogą podlegać przejściowym, szybkim fluktuacjom potencjału błonowego pod wpływem bodźców. Te zmiany ostatecznie skutkują sygnałami elektrycznymi. Neurony wykorzystują te sygnały do odbierania, przetwarzania, inicjowania i przesyłania wiadomości, podczas gdy komórki mięśniowe wykorzystują je do inicjowania skurczów. Istnieją dwie podstawowe formy sygnałów elektrycznych, których neurony używają do przekazywania wiadomości, a mianowicie stopniowany potencjał i potencjał czynnościowy.
Stopniowe potencjały
Stopniowany potencjał to niewielka przejściowa zmiana potencjału błony, która występuje w różnych stopniach lub stopniach wielkości lub siły. Stopniowe potencjały są spowodowane aktywacją klasy białek kanałowych zwanych „bramkowanymi kanałami jonowymi” i mogą być generowane zarówno w nerwach czuciowych, jak i ruchowych i rozpoczynają proces transmisji. Bramkowany kanał jonowy wybiórczo pozwala na dyfuzję tylko niektórych jonów. Kiedy pozwala na dyfuzję, jest otwarta, a kiedy nie pozwala, jest zamknięta. Dlatego bramkowany kanał jonowy zachowuje się jak drzwi, które można otworzyć lub zamknąć.
Ilość odpowiadających kanałów jonowych zmienia się w zależności od siły bodźca; tak więc silny bodziec powoduje otwarcie większej liczby kanałów jonowych. Jeśli otworzy się więcej kanałów jonowych, więcej jonów będzie dyfundować przez błonę plazmatyczną, powodując większą zmianę potencjału błony.
Potencjał działania
Potencjały czynnościowe są krótkimi, szybkimi, dużymi zmianami potencjału błony i są wytwarzane w pobudliwych komórkach (nerwach i mięśniach), gdy zmienia się potencjał spoczynkowy. Pojedynczy potencjał czynnościowy obejmuje tylko niewielką część całej pobudliwej błony komórkowej i rozchodzi się przez pozostałą część błony komórkowej bez jakiejkolwiek redukcji siły sygnału.
Podczas potencjału czynnościowego potencjał błonowy przejściowo się odwraca. Kiedy depolaryzacja osiągnie potencjał progowy, spowoduje to potencjał czynnościowy. Potencjał czynnościowy jest wywoływany przez klasę kanałów jonowych zwanych kanałami jonowymi bramkowanymi napięciem. Te kanały jonowe znajdują się zarówno w neuronach, jak i komórkach mięśniowych. W neuronach do wytworzenia potencjału czynnościowego wykorzystywane są dwa różne napięciowe kanały jonowe, a mianowicie kanały Na + bramkowane napięciem i kanały K + bramkowane napięciem. Kanały te otwierają się i zamykają w odpowiedzi na zmiany potencjału błony i kontrolują przepływ jonów, selektywnie umożliwiając im poruszanie się po nich.
Jaka jest różnica między potencjałem stopniowanym a potencjałem działania?
• Potencjały czynnościowe służą jako sygnały na duże odległości, podczas gdy potencjały stopniowane służą jako sygnały o małej odległości.
• Stopniowane potencjały to małe zmiany potencjału membrany, które mogą się wzajemnie wzmacniać lub zaprzeczać. Natomiast potencjały czynnościowe to duże (100 mV) zmiany potencjału błony, które mogą służyć jako wierne sygnały dalekosiężne.
• Aktywacja bramkowanych kanałów jonowych powoduje stopniowany potencjał, podczas gdy aktywacja bramkowanych napięciem kanałów jonowych powoduje potencjał czynnościowy.
• Ruch netto Na +, Cl - lub Ca 2+ przez błonę plazmatyczną wytwarza stopniowany potencjał. Sekwencyjny ruch Na + do i K + z komórki przez kanały bramkowane napięciem wytwarza potencjał czynnościowy.
• Czas trwania stopniowanego potencjału zmienia się wraz z czasem trwania zdarzenia wyzwalającego lub bodźca, podczas gdy czas trwania potencjału czynnościowego jest stały.
• Potencjał czynnościowy występuje w obszarach błony z dużą liczbą kanałów bramkowanych napięciem, podczas gdy potencjał stopniowany występuje w obszarach membrany zaprojektowanych do reagowania na zdarzenie wyzwalające.
