Ključna razlika – potencial mirovanja proti potencialu delovanja
Nevron velja za strukturno enoto živčnega sistema. Vključuje prenos različnih živčnih dražljajev med komunikacijo med celicami. Nevroni pošiljajo sporočila elektrokemično z vključevanjem različnih ionov. Z drugimi besedami, električno nabite kemikalije, ki so ioni, povzročajo signale. Najpomembnejši ioni so natrij, kalij, kalcij in klorid. Gibanje teh ionov po membrani, ki obdaja živčne celice, povzroča dve vrsti potencialov (napetostne razlike); potencial mirovanja in akcijski potencial. Potencial mirovanja se pojavi, ko nevron miruje in ni prenosa impulzov. Potencial mirovanja lahko opredelimo kot razliko v napetosti med notranjostjo in zunanjostjo nevrona, ko nevron miruje. Akcijski potencial se pojavi, ko se signali prenašajo vzdolž aksona nevrona. Zato lahko akcijski potencial definiramo kot spremembo električnega potenciala, ko se signal prenaša skozi aksone. Membranski potencial nevrona (zlasti aksona) niha s hitrimi dvigi in padci. To je ključna razlika med potencialom mirovanja in potencialom delovanja.
Kaj je potencial mirovanja?
Potencial mirovanja je pojav, ki se pojavi v nevronu, ko ta miruje. Preprosto povedano, potencial mirovanja se pojavi, ko nevron ne sodeluje pri pošiljanju živčnih impulzov ali signalov. Takšni pogoji se imenujejo potencial mirovanja, kjer je nevron v "mirovanju". Med tem stanjem membrana nevrona vsebuje razliko v nabojih. Notranji del membrane je bolj negativno nabit v primerjavi z nabojem zunanjega dela membrane. Takšne razlike v nabojih so običajno izravnane zaradi izmenjave različnih ionov preko membrane v obe smeri; noter ali ven.
Vendar med potencialom mirovanja ne pride do uravnoteženja nabojev, saj ionski kanalčki, ki so prisotni v membrani, ne dopuščajo prehoda določenih ionov. Zagotavlja prehod samo do K+ (kalijevi ioni) in zavira gibanje Cl– ionov (klorid) in Na + ioni (natrij). Poleg tega membrana zavira prehod beljakovinskih molekul, ki so negativno nabite in so prisotne znotraj nevrona. Ti ionski kanali se imenujejo selektivni ionski kanali.
Poleg teh kanalov obstaja ionska črpalka, ki vključuje izmenjavo Na+ ionov in K+ ionov preko membrane. Ta črpalka deluje z uporabo energije. Ko deluje, omogoča izmenjavo dveh K+ ionov v nevron in treh Na+ ionov iz nevrona naenkrat. Ta črpalka se imenuje kationska aktivna črpalka. Med potencialom mirovanja je več ionov K+ prisotnih znotraj nevrona in več ionov Na+ prisotnih zunaj nevrona.
Slika 01: Potencial mirovanja
Napetost potenciala mirovanja (razlika v napetosti med zunanjim in notranjim delom nevrona) se izmeri, ko so vse sile nabojev dokončno uravnotežene. V normalnih pogojih je potencial mirovanja nevrona -70 mV.
Kaj je akcijski potencial?
Akcijski potencial se pojavi znotraj nevrona, ko nevron prenaša impulze. Med tem prenosom signala membranski potencial (razlika v električnem potencialu med zunanjim in notranjim delom celice) nevrona (natančneje aksona) niha s hitrimi dvigi in padci. Akcijski potenciali se ne pojavljajo samo v nevronih. Pojavlja se v različnih drugih vzdražljivih celicah, kot so mišične celice, endokrine celice in tudi v nekaterih rastlinskih celicah. Med akcijskim potencialom poteka živčni prenos impulzov vzdolž aksona nevrona do sinaptičnih gumbov, ki se nahajajo na koncu aksona. Glavna vloga akcijskega potenciala je olajšanje komunikacije med celicami.
Akcijski potencial se običajno ustvari zaradi depolarizirajočega toka. Zaradi daljšega odpiranja ionskih kanalov K+ povzroči, da napetost akcijskega potenciala preseže -70 mV. Toda ko se ionski kanali Na+ zaprejo, se ta vrednost vrne na -70 mV. Ta stanja so znana kot hiperpolarizacija oziroma repolarizacija.
Akcijski potencial se običajno ustvari zaradi depolarizirajočega toka. Z drugimi besedami, dražljaj, ki ustvari akcijski potencial, povzroči, da se potencial mirovanja nevrona zmanjša do 0 mV in naprej do vrednosti -55 mV. To se imenuje mejna vrednost. Če nevron ne doseže vrednosti praga, se akcijski potencial ne ustvari. Podobno kot potenciali mirovanja se akcijski potenciali pojavijo zaradi prehajanja različnih ionov skozi membrano nevrona. Sprva se kot odgovor na dražljaj odprejo ionski kanalčki Na+. Omenjeno je bilo, da je med potencialom mirovanja notranjost nevrona bolj negativno nabita in zunaj vsebuje več ionov Na+. Zaradi odprtja ionskih kanalčkov Na+ med akcijskim potencialom bo več ionov Na+ vdrlo v nevron preko membrane. Zaradi +ve naboja natrijevih ionov postane membrana bolj pozitivno nabita in se depolarizira.
Slika 02: Akcijski potencial
Ta depolarizacija se obrne z odprtjem K+ ionskih kanalčkov, ki premaknejo večje število K+ ionov iz nevrona. Ko se ionski kanali K+ odprejo, se ionski kanali Na+ zaprejo. Zaradi daljšega odpiranja ionskih kanalov K+ povzroči, da napetost akcijskega potenciala preseže -70 mV. To stanje je znano kot hiperpolarizacija. Toda ko se ionski kanali Na+ zaprejo, se ta vrednost vrne na -70 mV. To je znano kot repolarizacija.
Kakšna je podobnost med potencialom mirovanja in potencialom delovanja?
Potencial mirovanja in akcijski potencial se pojavita zaradi gibanja različnih ionov skozi membrano nevrona
Kakšna je razlika med potencialom mirovanja in potencialom delovanja?
Potencial mirovanja proti potencialu delovanja |
|
| Potencial mirovanja je napetostna razlika na nevronski membrani, ko ta ne prenaša signalov. | Akcijski potencial je napetostna razlika na nevronski membrani, ko ta prenaša signale po aksonih. |
| Pojav | |
| Potencial mirovanja se pojavi, ko nevron ne sodeluje pri pošiljanju živčnih impulzov ali signalov. | Akcijski potencial se pojavi, ko se signali prenašajo po nevronih. |
| Napetost | |
| -70mV je potencial mirovanja. | +40mV je akcijski potencial. |
| Ioni | |
| Več Na+ ionov in manj K+ ionov zunaj nevronov, ko nastopi potencial mirovanja. | Več Na+ in manj K+ ionov znotraj nevrona, ko se pojavi akcijski potencial. |
Povzetek – potencial mirovanja proti potencialu delovanja
Potencial mirovanja se pojavi, ko nevron ne sodeluje pri pošiljanju živčnih impulzov ali signalov. Notranji del membrane je bolj negativno nabit v primerjavi z nabojem zunanjega dela membrane. Med potencialom mirovanja je več ionov K+ prisotnih znotraj nevrona in več ionov Na+ prisotnih zunaj nevrona. V normalnih pogojih je potencial mirovanja nevrona -70 mV. Akcijski potencial je membranski potencial, ko poteka prenos signala vzdolž aksona. Akcijski potencial se običajno ustvari zaradi depolarizacijskega toka. Zaradi daljšega odpiranja ionskih kanalov K+ povzroči, da napetost akcijskega potenciala preseže -70 mV. Toda ko se ionski kanali Na+ zaprejo, se ta vrednost vrne na -70 mV. Ta stanja so znana kot hiperpolarizacija oziroma repolarizacija. To je razlika med potencialom mirovanja in potencialom delovanja.
Prenesite PDF različico potenciala mirovanja proti potencialu delovanja
Različico PDF tega članka lahko prenesete in jo uporabite za namene brez povezave v skladu z opombo o citiranju. Prenesite PDF različico tukaj: Razlika med potencialom mirovanja in potencialom delovanja
