Βασική διαφορά – Εκπόλωση έναντι Επανπόλωσης
Ο εγκέφαλός μας είναι συνδεδεμένος με τα υπόλοιπα όργανα και τους μύες του σώματός μας. Όταν το χέρι μας κινείται, ο εγκέφαλος στέλνει σήματα μέσω των νευρικών κυττάρων στους μύες στο χέρι για να συστέλλονται. Τα νευρικά κύτταρα στέλνουν πολλές ηλεκτρικές ώσεις που λένε στους μύες των χεριών να συστέλλονται. Αυτά τα ηλεκτρικά ερεθίσματα στα νευρικά κύτταρα είναι γνωστά ως δυναμικό δράσης. Το δυναμικό δράσης προκύπτει ως αποτέλεσμα της βαθμίδας συγκέντρωσης των ιόντων (Na+, K+ ή Cl–). Τρία κύρια γεγονότα ενεργοποίησης σε ένα δυναμικό δράσης είναι: η εκπόλωση, η επαναπόλωση και η υπερπόλωση. Στην αποπόλωση, οι πύλες ιόντων Na+ ανοίγουν. Φέρνει εισροή ιόντων Na+ στο κύτταρο και ως εκ τούτου, το κύτταρο νευρώνα αποπολώνεται. Το δυναμικό δράσης διέρχεται από τους άξονες. Στην επαναπόλωση, το κύτταρο επανέρχεται ξανά στο δυναμικό ηρεμίας της μεμβράνης σταματώντας την εισροή ιόντων Na+ . Τα ιόντα K+ ρέουν έξω από το κύτταρο νευρώνα σε επαναπόλωση. Όταν το δυναμικό δράσης διέρχεται από τα κλειστά κανάλια K+ για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, ο νευρώνας χάνει περισσότερα ιόντα K+. Αυτό σημαίνει ότι το κύτταρο νευρώνα υπερπολώνεται (πιο αρνητικό από το δυναμικό της μεμβράνης ηρεμίας). Η βασική διαφορά μεταξύ της εκπόλωσης και της επαναπόλωσης είναι ότι, η εκπόλωση προκαλεί το δυναμικό δράσης λόγω των ιόντων Na+ που διέρχονται μέσα στη μεμβράνη του άξονα μέσω Na+/K + αντλίες ενώ βρίσκεται σε επαναπόλωση, το K+ βγαίνει από τη μεμβράνη του άξονα μέσω Na+/K + αντλίες που προκαλούν το κύτταρο να επανέλθει σε κατάσταση ηρεμίας.
Τι είναι η εκπόλωση;
Η αποπόλωση είναι μια διαδικασία ενεργοποίησης που λαμβάνει χώρα στο νευρωνικό κύτταρο που αλλάζει την πόλωσή του. Το σήμα προέρχεται από τα άλλα κύτταρα που είναι συνδεδεμένα με τον νευρώνα. Τα θετικά φορτισμένα ιόντα Na+ ρέουν στο σώμα του κυττάρου μέσω καναλιών με πύλη τάσης «m». Οι συγκεκριμένες χημικές ουσίες γνωστές ως νευροδιαβιβαστές συνδέονται με αυτά τα κανάλια ιόντων που τα κάνουν να ανοίγουν την κατάλληλη στιγμή. Τα εισερχόμενα ιόντα Na+φέρνουν το δυναμικό της μεμβράνης πιο κοντά στο «μηδέν». Αυτό περιγράφεται ως εκπόλωση του κυττάρου νευρώνα.
Αν το κυτταρικό σώμα λάβει ένα ερέθισμα που ξεπερνά το δυναμικό κατωφλίου, μπορεί να ενεργοποιήσει τα κανάλια νατρίου στον άξονα. Στη συνέχεια, θα σταλεί το δυναμικό δράσης ή οι ηλεκτρικοί παλμοί. Αυτό επιτρέπει στα θετικά φορτισμένα ιόντα Na+ να ρέουν σε αρνητικά φορτισμένους άξονες. Και εκπολώνει τους γύρω άξονες. Εδώ, όταν ένα κανάλι ανοίγει και αφήνει τα θετικά ιόντα να εισέλθουν, ενεργοποιεί τα άλλα κανάλια να κάνουν το ίδιο κάτω από τους άξονες.
Εικόνα 01: Αποπόλωση
Καθώς το δυναμικό δράσης διέρχεται από τις ταλαντώσεις του νευρώνα, περνάει την ισορροπία και φορτίζεται θετικά γρήγορα. Μόλις το κύτταρο φορτιστεί θετικά, η διαδικασία αποπόλωσης ολοκληρώνεται. Όταν ο νευρώνας αποπολωθεί, οι πύλες τάσης «h» κλείνουν και εμποδίζουν τα ιόντα Na+ να εισέλθουν στην κυψέλη. Αυτό ξεκινά το επόμενο βήμα που είναι γνωστό ως επαναπόλωση που φέρνει τον νευρώνα στο δυναμικό ηρεμίας του.
Τι είναι η επαναπόλωση;
Η διαδικασία της επαναπόλωσης επαναφέρει το κύτταρο του νευρώνα στο δυναμικό ηρεμίας της μεμβράνης. Η διαδικασία απενεργοποίησης των καναλιών με νάτριο θα τα κάνει να κλείνουν. Σταματά την εσωτερική ορμή των θετικών ιόντων Na+ στο κύτταρο του νευρώνα. Ταυτόχρονα ανοίγουν κανάλια καλίου γνωστά ως κανάλια «n». Υπάρχει μεγάλη συγκέντρωση ιόντων K+ στο εσωτερικό του κυττάρου παρά στο εξωτερικό κύτταρο. Ως εκ τούτου, όταν αυτά τα κανάλια K+ ανοίγουν, περισσότερα ιόντα καλίου ρέουν έξω από τη μεμβράνη παρά όταν εισέρχονται. Το κύτταρο χάνει τα θετικά του ιόντα. Ως εκ τούτου, το κύτταρο επιστρέφει στο στάδιο ηρεμίας. Όλη αυτή η διαδικασία περιγράφεται ως επαναπόλωση.
Στη νευροεπιστήμη ορίζεται ως η αλλαγή στο δυναμικό της μεμβράνης στην αρνητική τιμή και πάλι αμέσως μετά τη φάση αποπόλωσης του δυναμικού δράσης. Αυτό είναι συνήθως γνωστό ως η φάση πτώσης ενός δυναμικού δράσης. Υπάρχουν πολλά άλλα κανάλια K+ που συμβάλλουν στη διαδικασία επαναπόλωσης, όπως κανάλια τύπου Α, καθυστερημένοι ανορθωτές και Ca2+ ενεργοποιημένο K + κανάλια.
Εικόνα 02: Επανπόλωση
Η επαναπόλωση καταλήγει τελικά στο στάδιο της υπερπόλωσης. Σε αυτή την περίπτωση, το δυναμικό της μεμβράνης γίνεται πολύ αρνητικό από το δυναμικό ηρεμίας. Η υπερπόλωση συνήθως οφείλεται στην εκροή ιόντων K+ από κανάλια K+ ή εισροή Cl– ιόντα από Cl– κανάλια.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της εκπόλωσης και της επαναπόλωσης;
- Και τα δύο είναι στάδια του δυναμικού δράσης.
- Και τα δύο είναι πολύ σημαντικά για τη διατήρηση του δυναμικού της μεμβράνης του νευρώνα.
- Και τα δύο ξεκινούν λόγω της βαθμίδας συγκέντρωσης των ιόντων εντός και εκτός του κυττάρου νευρώνα (Na+, K+)
- Και τα δύο ξεκινούν λόγω εισροής και εκροής των ιόντων μέσω των καναλιών που καλύπτονται από τάση στην κυτταρική μεμβράνη του νευρώνα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της εκπόλωσης και της επαναπόλωσης;
Αποπόλωση vs Επανπόλωση |
|
| Η αποπόλωση είναι η διαδικασία που ξεκινάει την εισροή ιόντων Na+ στο κύτταρο και δημιουργεί δυναμικό δράσης στο κύτταρο νευρώνα. | Η επαναπόλωση είναι η διαδικασία που επαναφέρει το κύτταρο νευρώνα στο δυναμικό ηρεμίας μετά την εκπόλωση σταματώντας την εισροή ιόντων Na+ στο κύτταρο και στέλνοντας περισσότερα K + ιόντα έξω από το κύτταρο νευρώνα. |
| Καθαρή χρέωση | |
| Στην αποπόλωση, το σώμα των κυττάρων του νευρώνα έχει θετικό φορτίο. | Στην επαναπόλωση, το σώμα των κυττάρων του νευρώνα έχει αρνητικό φορτίο. |
| Εισαγωγή και εκροή ιόντων | |
| Πιο θετικά φορτισμένα Na+ εισροή ιόντων Na στο κύτταρο νευρώνα συμβαίνει κατά την εκπόλωση. | Πιο θετικά φορτισμένα K+ εκροή ιόντων από το κύτταρο νευρώνα συμβαίνει στην επαναπόλωση. |
| Κανάλια που χρησιμοποιούνται | |
| Στην αποπόλωση, χρησιμοποιούνται κανάλια με πύλη τάσης "m" νατρίου. | Στην επαναπόλωση, χρησιμοποιούνται κανάλια με πύλη τάσης "n" καλίου και άλλα κανάλια καλίου (κανάλια τύπου Α, καθυστερημένοι ανορθωτές και Ca2+ ενεργοποιημένο K + κανάλια). |
| πόλωση νευρωνικών κυττάρων | |
| Στην αποπόλωση υπάρχει λιγότερη πολικότητα στο κύτταρο νευρώνα. | Στην επαναπόλωση υπάρχει μεγαλύτερη πολικότητα στο νευρωνικό κύτταρο. |
| Δυνατότητα ανάπαυσης | |
| Στην αποπόλωση το δυναμικό ηρεμίας δεν αποκαθίσταται. | Στην επαναπόλωση αποκαθίσταται το δυναμικό ηρεμίας. |
| Μηχανική δραστηριότητα | |
| Η αποπόλωση ενεργοποιεί μια μηχανική δραστηριότητα. | Η επαναπόλωση δεν προκαλεί μηχανική δραστηριότητα. |
Σύνοψη – Εκπόλωση εναντίον Επανπόλωσης
Οι ηλεκτρικές ώσεις που εκκινούνται στα νευρικά κύτταρα είναι γνωστές ως δυναμικό δράσης. Το δυναμικό δράσης προκύπτει με βάση τη βαθμίδα συγκέντρωσης των ιόντων (Na+, K+ ή Cl–) κατά μήκος της μεμβράνης του άξονα. Τρία κύρια γεγονότα ενεργοποίησης σε ένα δυναμικό δράσης περιγράφονται ως: αποπόλωση, επαναπόλωση και υπερπόλωση. Κατά τη διάρκεια της εκπόλωσης, δημιουργείται ένα δυναμικό δράσης λόγω της εισροής Na+ στον άξονα μέσω καναλιών νατρίου που βρίσκονται στη μεμβράνη. Την εκπόλωση ακολουθεί η επαναπόλωση. Η διαδικασία επαναπόλωσης φέρνει την αποπολωμένη μεμβράνη του άξονα στο δυναμικό ηρεμίας ανοίγοντας διαύλους καλίου και στέλνοντας ιόντα K+ έξω από τη μεμβράνη του άξονα. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της εκπόλωσης και της επαναπόλωσης.
Κατεβάστε την έκδοση PDF του Depolarization vs Repolarization
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ αποπόλωσης και επαναπόλωσης
