Βασική διαφορά – Δυνατότητα ανάπαυσης έναντι δυναμικού δράσης
Ο νευρώνας θεωρείται ως η δομική μονάδα του νευρικού συστήματος. Περιλαμβάνει τη μετάδοση διαφορετικών νευρικών ερεθισμάτων κατά την επικοινωνία μεταξύ κυττάρου. Οι νευρώνες στέλνουν μηνύματα ηλεκτροχημικά με τη συμμετοχή διαφορετικών ιόντων. Με άλλα λόγια, τα ηλεκτρικά φορτισμένα χημικά που είναι τα ιόντα προκαλούν τα σήματα. Τα πιο σημαντικά ιόντα είναι το νάτριο, το κάλιο, το ασβέστιο και το χλωρίδιο. Η κίνηση αυτών των ιόντων κατά μήκος της μεμβράνης που περιβάλλει τα νευρικά κύτταρα προκαλεί δύο τύπους δυναμικών (διαφορές τάσης). δυνατότητα ανάπαυσης και δυνατότητα δράσης. Το δυναμικό ηρεμίας εμφανίζεται όταν ο νευρώνας βρίσκεται σε ηρεμία και δεν πραγματοποιείται μετάδοση παλμών. Το δυναμικό ηρεμίας μπορεί να οριστεί ως η διαφορά στην τάση μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού του νευρώνα όταν ο νευρώνας βρίσκεται σε ηρεμία. Το δυναμικό δράσης εμφανίζεται όταν τα σήματα μεταδίδονται κατά μήκος του άξονα ενός νευρώνα. Ως εκ τούτου, το δυναμικό δράσης μπορεί να οριστεί ως η αλλαγή ηλεκτρικού δυναμικού όταν η μετάδοση του σήματος λαμβάνει χώρα μέσω των αξόνων. Το δυναμικό της μεμβράνης του νευρώνα (συγκεκριμένα του νευράξονα) κυμαίνεται με γρήγορες ανόδους και πτώσεις. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ του δυναμικού ανάπαυσης και του δυναμικού δράσης.
Τι είναι το δυναμικό ανάπαυσης;
Δυνατότητα ηρεμίας είναι ένα φαινόμενο που εμφανίζεται μέσα σε έναν νευρώνα όταν είναι σε ηρεμία. Με απλά λόγια, το δυναμικό ηρεμίας εμφανίζεται όταν ο νευρώνας δεν εμπλέκεται στην αποστολή νευρικών παλμών ή σημάτων. Τέτοιες συνθήκες αναφέρονται ως δυναμικό ηρεμίας όπου ο νευρώνας βρίσκεται σε «ηρεμία». Κατά τη διάρκεια αυτής της κατάστασης, η μεμβράνη του νευρώνα περιέχει μια διαφορά στα φορτία. Η εσωτερική περιοχή της μεμβράνης είναι πιο αρνητικά φορτισμένη σε σύγκριση με το φορτίο της εξωτερικής περιοχής της μεμβράνης. Τέτοιες διαφορές στα φορτία συνήθως εξισορροπούνται λόγω της ανταλλαγής διαφορετικών ιόντων κατά μήκος της μεμβράνης προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. μέσα ή έξω.
Ωστόσο, κατά τη διάρκεια του δυναμικού ηρεμίας, η εξισορρόπηση των φορτίων δεν συμβαίνει αφού τα κανάλια ιόντων που υπάρχουν στη μεμβράνη δεν επιτρέπουν τη διέλευση ορισμένων ιόντων. Παρέχει δίοδο μόνο στα K+ (ιόντα καλίου) και αναστέλλει την κίνηση των ιόντων Cl– (χλωρίδιο) και Na + ιόντα (νάτριο). Επίσης, η μεμβράνη αναστέλλει τη διέλευση πρωτεϊνικών μορίων που είναι αρνητικά φορτισμένα και υπάρχουν μέσα στον νευρώνα. Αυτά τα κανάλια ιόντων αναφέρονται ως επιλεκτικά κανάλια ιόντων.
Εκτός από αυτά τα κανάλια, υπάρχει μια αντλία ιόντων που περιλαμβάνει την ανταλλαγή ιόντων Na+ και ιόντων K+ σε όλη τη μεμβράνη. Αυτή η αντλία λειτουργεί με τη χρήση ενέργειας. Όταν λειτουργεί, επιτρέπει την ανταλλαγή δύο ιόντων K+ στον νευρώνα και τριών ιόντων Na+ έξω από τον νευρώνα κάθε φορά. Αυτή η αντλία αναφέρεται ως ενεργή αντλία κατιόντων. Κατά τη διάρκεια του δυναμικού ηρεμίας, περισσότερα ιόντα K+ υπάρχουν στο εσωτερικό του νευρώνα και περισσότερα ιόντα Na+ υπάρχουν έξω από τον νευρώνα.
Εικόνα 01: Δυνατότητα ηρεμίας
Η τάση του δυναμικού ηρεμίας (η διαφορά τάσης μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού του νευρώνα) μετράται μόλις εξισορροπηθούν τελικά όλες οι δυνάμεις των φορτίων. Σε κανονικές συνθήκες, το δυναμικό ηρεμίας ενός νευρώνα είναι -70 mV.
Τι είναι το δυναμικό δράσης;
Δυναμικό δράσης εμφανίζεται μέσα σε έναν νευρώνα όταν ο νευρώνας μεταδίδει ώσεις. 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 δημιουργείται συνήθως λόγω ρεύματος εκπόλωσης. Λόγω του ανοίγματος των καναλιών ιόντων K+ για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους, η τάση του δυναμικού δράσης υπερβαίνει τα -70 mV. Αλλά όταν τα κανάλια ιόντων Na+ κλείνουν, αυτή η τιμή επανέρχεται στα -70 mV. Αυτές οι συνθήκες είναι γνωστές ως υπερπόλωση και επαναπόλωση αντίστοιχα.
Το δυναμικό δράσης δημιουργείται συνήθως λόγω 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 τιμή κατωφλίου. Εάν ο νευρώνας δεν φτάσει την τιμή κατωφλίου, δεν θα δημιουργηθεί δυναμικό 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. Αναφέρθηκε ότι, κατά τη διάρκεια της δυνατότητας 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 + ve των ιόντων νατρίου, η μεμβράνη φορτίζεται πιο θετικά και αποπολώνεται.
Εικόνα 02: Δυνατότητα δράσης
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. Λόγω του ανοίγματος των καναλιών ιόντων K+ για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους, η τάση του δυναμικού δράσης υπερβαίνει τα -70 mV. Αυτή η κατάσταση είναι γνωστή ως υπερπόλωση. Αλλά όταν τα κανάλια ιόντων Na+ κλείνουν, αυτή η τιμή επανέρχεται στα -70 mV. Αυτό είναι γνωστό ως επαναπόλωση.
Ποια είναι η ομοιότητα μεταξύ του δυναμικού ηρεμίας και του δυναμικού δράσης;
Δυναμικό ηρεμίας και δυναμικό δράσης εμφανίζονται λόγω της κίνησης διαφορετικών ιόντων κατά μήκος της μεμβράνης του νευρώνα
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του δυναμικού ηρεμίας και του δυναμικού δράσης;
Δυνατότητα ανάπαυσης έναντι δυναμικού δράσης |
|
| Δυναμικό ηρεμίας είναι η διαφορά τάσης στη μεμβράνη του νευρώνα όταν δεν μεταδίδει τα σήματα. | Δυναμικό δράσης είναι η διαφορά τάσης στη μεμβράνη του νευρώνα όταν αυτή μεταδίδει τα σήματα κατά μήκος των αξόνων. |
| Εμφάνιση | |
| Δυνατότητα ηρεμίας εμφανίζεται όταν ο νευρώνας δεν εμπλέκεται στην αποστολή νευρικών παλμών ή σημάτων. | Δυνατότητα δράσης εμφανίζεται όταν τα σήματα μεταδίδονται κατά μήκος των νευρώνων. |
| Τάση | |
| -70mV είναι το δυναμικό ηρεμίας. | +40mV είναι το δυναμικό δράσης. |
| Ιόντα | |
| Περισσότερα Na+ ιόντα και λιγότερα ιόντα K+ έξω από τους νευρώνες όταν εμφανίζεται το δυναμικό ηρεμίας. | Περισσότερα Na+ και λιγότερα ιόντα K+ ιόντα μέσα στον νευρώνα όταν εμφανίζεται το δυναμικό δράσης. |
Σύνοψη – Δυνατότητα ανάπαυσης έναντι δυναμικού δράσης
Δυνατότητα ηρεμίας εμφανίζεται όταν ο νευρώνας δεν εμπλέκεται στην αποστολή νευρικών παλμών ή σημάτων. Η εσωτερική περιοχή της μεμβράνης είναι πιο αρνητικά φορτισμένη σε σύγκριση με το φορτίο της εξωτερικής περιοχής της μεμβράνης. Κατά τη διάρκεια του δυναμικού ηρεμίας, περισσότερα ιόντα K+ υπάρχουν στο εσωτερικό του νευρώνα και περισσότερα ιόντα Na+ υπάρχουν έξω από τον νευρώνα. Σε κανονικές συνθήκες, το δυναμικό ηρεμίας ενός νευρώνα είναι -70 mV. Δυναμικό δράσης είναι το δυναμικό της μεμβράνης όταν η μετάδοση ενός σήματος λαμβάνει χώρα κατά μήκος του άξονα. Το δυναμικό δράσης δημιουργείται συνήθως λόγω ρεύματος εκπόλωσης. Λόγω του ανοίγματος των καναλιών ιόντων K+ για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους, η τάση του δυναμικού δράσης υπερβαίνει τα -70 mV. Αλλά όταν τα κανάλια ιόντων Na+ κλείνουν, αυτή η τιμή επανέρχεται στα -70 mV. Αυτές οι συνθήκες είναι γνωστές ως υπερπόλωση και επαναπόλωση αντίστοιχα. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ του δυναμικού ανάπαυσης και του δυναμικού δράσης.
Κατεβάστε την έκδοση PDF του Resting Potential vs Action Potential
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κατεβάστε την έκδοση PDF εδώ: Διαφορά μεταξύ του δυναμικού ηρεμίας και του δυναμικού δράσης
