Η βασική διαφορά μεταξύ του δυναμικού δράσης και του συναπτικού δυναμικού είναι ότι το δυναμικό δράσης είναι η διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού στην πλασματική μεμβράνη διεγέρσιμων κυττάρων, όπως νευρώνες, μυϊκά κύτταρα και ενδοκρινικά κύτταρα, κ.λπ., ενώ το συναπτικό δυναμικό είναι το μετασυναπτικό πιθανή αλλαγή στους νευρώνες.
Το νευρικό σύστημα μεταδίδει σήματα στα διάφορα μέρη του σώματος και συντονίζει τις ενέργειες και τις αισθητηριακές πληροφορίες. Αποτελείται από ένα πολύπλοκο δίκτυο νευρώνων και άλλων κυττάρων. Δισεκατομμύρια νευρικά κύτταρα επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω νευρικών ερεθισμάτων. Το δυναμικό νευρωνικής δράσης και το συναπτικό δυναμικό είναι δύο ηλεκτρικά δυναμικά που βοηθούν στη μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων κατά μήκος των νευρώνων. Είναι σημαντικά για την επεξεργασία, τη διάδοση και τη μετάδοση πληροφοριών.
Στην πραγματικότητα, τα δυναμικά δράσης είναι οι θεμελιώδεις μονάδες επικοινωνίας μεταξύ των νευρώνων. Το δυναμικό δράσης είναι η διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού στην πλασματική μεμβράνη των νευρώνων. Το συναπτικό δυναμικό είναι η διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού κατά μήκος της μετασυναπτικής μεμβράνης. Το δυναμικό δράσης προκύπτει ως αποτέλεσμα της άθροισης πολλών συναπτικών δυναμικών κατά μήκος της μεμβράνης του νευρώνα.
Τι είναι το δυναμικό δράσης;
Δυναμικό δράσης εμφανίζεται μέσα σε έναν νευρώνα όταν μεταδίδει ηλεκτρικά ερεθίσματα. Κατά τη διάρκεια αυτής της μετάδοσης σήματος, το δυναμικό της μεμβράνης (η διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού ενός κυττάρου) του νευρώνα (συγκεκριμένα του άξονα) κυμαίνεται με γρήγορες ανόδους και πτώσης. Οι δυνατότητες δράσης δεν εμφανίζονται μόνο στους νευρώνες. Εμφανίζεται σε διάφορα άλλα διεγερτικά κύτταρα όπως μυϊκά κύτταρα, ενδοκρινικά κύτταρα και επίσης σε ορισμένα φυτικά κύτταρα. Κατά τη διάρκεια ενός δυναμικού δράσης, η νευρική μετάδοση των παλμών λαμβάνει χώρα κατά μήκος του άξονα του νευρώνα μέχρι τα συναπτικά πόμολα που βρίσκονται στο άκρο του άξονα. Ο πρωταρχικός ρόλος ενός δυναμικού δράσης είναι να διευκολύνει την επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων.
Το δυναμικό δράσης γενικά αυξάνεται σε περίπου +50 mV από το επίπεδο δυναμικού ηρεμίας των -70 mV και στη συνέχεια επιστρέφει γρήγορα στο επίπεδο ηρεμίας ξανά ως αποτέλεσμα ενός ρεύματος εκπόλωσης. Με άλλους όρους, ένα ερέθισμα που δημιουργεί ένα δυναμικό δράσης προκαλεί τη μείωση του δυναμικού ηρεμίας ενός νευρώνα έως και 0 mV και περαιτέρω έως την τιμή -55 mV. Αυτό αναφέρεται ως η τιμή κατωφλίου της διέγερσης. Εάν ο νευρώνας δεν φτάσει την τιμή κατωφλίου, δεν θα δημιουργηθεί δυναμικό δράσης.
Εικόνα 01: Δυνατότητα δράσης
Παρόμοια με τα δυναμικά ηρεμίας, τα δυναμικά δράσης εμφανίζονται λόγω της διασταύρωσης διαφορετικών ιόντων κατά μήκος της μεμβράνης του νευρώνα. Αρχικά, τα κανάλια ιόντων Na+ ανοίγουν ως απόκριση στο ερέθισμα. Κατά τη διάρκεια του δυναμικού ηρεμίας, το εσωτερικό του νευρώνα είναι πιο αρνητικά φορτισμένο και περιέχει περισσότερα ιόντα Na+ έξω. Λόγω του ανοίγματος των διαύλων ιόντων Na+ κατά τη διάρκεια ενός δυναμικού δράσης, περισσότερα ιόντα Na+ θα εισρεύσουν στον νευρώνα κατά μήκος της μεμβράνης. Λόγω του + φορτίου των ιόντων νατρίου, η μεμβράνη φορτίζεται πιο θετικά και αποπολώνεται
Αυτή η εκπόλωση αντιστρέφεται με το άνοιγμα διαύλων ιόντων K που μετακινούν μεγαλύτερο αριθμό ιόντων K+ έξω από τον νευρώνα. Μόλις ανοίξουν τα κανάλια ιόντων K+, τα κανάλια ιόντων Na+ κλείνουν. Το άνοιγμα των διαύλων ιόντων K+ για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους προκαλεί την τάση του δυναμικού δράσης να υπερβεί τα -70 mV. Αυτή η κατάσταση είναι γνωστή ως υπερπόλωση. Αλλά όταν κλείνουν κανάλια ιόντων Na+, αυτή η τιμή επανέρχεται στα -70 mV. Αυτό είναι γνωστό ως επαναπόλωση.
Τι είναι το Συναπτικό Δυναμικό;
Το συναπτικό δυναμικό είναι η διαφορά δυναμικού σε όλη τη μετασυναπτική μεμβράνη. Αυτό προκύπτει λόγω της δράσης των νευροδιαβιβαστών. Αυτό μπορεί επίσης να οριστεί ως το εισερχόμενο σήμα που λαμβάνεται από τον μετασυναπτικό νευρώνα. Υπάρχουν δύο τύποι συναπτικών δυναμικών, όπως διεγερτικά και ανασταλτικά, με βάση τη φύση των νευροδιαβιβαστών και των μετασυναπτικών υποδοχέων. Το διεγερτικό συναπτικό δυναμικό εκπολώνει τη μεμβράνη ενώ το ανασταλτικό συναπτικό δυναμικό υπερπολώνει τη μετασυναπτική μεμβράνη. Οι νευροδιαβιβαστές όπως το γλουταμικό και η ακετυλοχολίνη φέρουν ως επί το πλείστον το διεγερτικό μετασυναπτικό δυναμικό ενώ οι νευροδιαβιβαστές όπως το γάμμα-αμινοβουτυρικό οξύ (GABA) και η γλυκίνη φέρουν το ανασταλτικό μετασυναπτικό δυναμικό. Το συναπτικό δυναμικό εξαρτάται από την απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών από το άκρο του προσυναπτικού νευρώνα.
Εικόνα 02: Συναπτικό Δυναμικό
Τα συναπτικά δυναμικά έχουν μικρότερο πλάτος. Ως εκ τούτου, απαιτούνται πολλά συναπτικά δυναμικά για να ενεργοποιηθεί ένα δυναμικό δράσης. Επιπλέον, έχουν πιο αργή χρονική πορεία και δεν έχουν ανθεκτική περίοδο. Σε αντίθεση με τα δυναμικά δράσης, τα συναπτικά δυναμικά υποβαθμίζονται γρήγορα καθώς απομακρύνονται από τη σύναψη.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του δυναμικού δράσης και του συναπτικού δυναμικού;
- Απαιτούνται τόσο δυναμικό δράσης όσο και συναπτικό δυναμικό για να επικοινωνούν οι νευρώνες μεταξύ τους και να στέλνουν νευρικές ώσεις.
- Απαιτούνται πολλά συναπτικά δυναμικά για να δημιουργηθεί ένα δυναμικό δράσης.
- Η εμφάνιση ενός δυναμικού δράσης εξαρτάται από το συναπτικό δυναμικό σε όλη τη μεμβράνη του νευρώνα.
- Τόσο το δυναμικό δράσης όσο και το συναπτικό δυναμικό ταξιδεύουν ή συμβαίνουν προς μία κατεύθυνση.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του δυναμικού δράσης και του συναπτικού δυναμικού;
Δυναμικό δράσης είναι η διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού στην πλασματική μεμβράνη διεγέρσιμων κυττάρων όπως νευρώνες, μυϊκά κύτταρα και ορισμένα ενδοκρινικά κύτταρα, ενώ το συναπτικό δυναμικό είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ της μετασυναπτικής μεμβράνης ενός νευρώνα. Επομένως, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ του δυναμικού δράσης και του συναπτικού δυναμικού.
Επιπλέον, τα δυναμικά δράσης οδηγούν πάντα σε εκπόλωση της μεμβράνης, ενώ τα συναπτικά δυναμικά μπορεί να εκπολώνουν ή να υπερπολώνουν τη μεμβράνη. Επιπλέον, το πλάτος είναι μεγάλο σε δυναμικό δράσης ενώ είναι μικρό σε συναπτικό δυναμικό. Επίσης, μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ του δυναμικού δράσης και του συναπτικού δυναμικού είναι οι περίοδοι ανθεκτικότητας τους. Οι ανθεκτικές περίοδοι συνδέονται με δυναμικά δράσης, αλλά όχι με συναπτικά δυναμικά.
Ακολουθεί μια σύνοψη της διαφοράς μεταξύ του δυναμικού δράσης και του συναπτικού δυναμικού σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Δυνατότητα δράσης έναντι Συναπτικού Δυναμικού
Δυναμικό δράσης είναι η ξαφνική, γρήγορη, παροδική και διαδοτική αλλαγή του δυναμικού ηρεμίας της μεμβράνης των νευρώνων. Εμφανίζεται όταν ένας νευρώνας στέλνει νευρικές ώσεις κατά μήκος του άξονα και εκπολώνει το κυτταρικό σώμα. Το συναπτικό δυναμικό είναι η διαφορά δυναμικού κατά μήκος της μετασυναπτικής μεμβράνης. Εξαρτάται από την απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών από το προσυναπτικό τερματικό. Το δυναμικό δράσης εμφανίζεται στην πραγματικότητα ως άθροισμα των συναπτικών δυναμικών. Το δυναμικό δράσης προκύπτει λόγω της ροής ορισμένων ιόντων μέσα και έξω από τον νευρώνα, ενώ το συναπτικό δυναμικό οφείλεται στους νευροδιαβιβαστές και στους μετασυναπτικούς υποδοχείς. Έτσι, αυτό συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ του δυναμικού δράσης και του συναπτικού δυναμικού.
