Diferența cheie – potențial de odihnă vs potențial de acțiune
Neuronul este considerat unitatea structurală a sistemului nervos. Aceasta implică transmiterea diferiților stimuli nervoși în timpul comunicării dintre celulă și celulă. Neuronii trimit mesaje electrochimic cu implicarea diferiților ioni. Cu alte cuvinte, substanțele chimice încărcate electric care sunt ionii provoacă semnalele. Cei mai importanți ioni sunt sodiu, potasiu, calciu și clorură. Mișcarea acestor ioni prin membrana care înconjoară celulele nervoase determină două tipuri de potențiale (diferențe de tensiune); potenţial de odihnă şi potenţial de acţiune. Potențialul de repaus apare atunci când neuronul este în repaus și nu are loc nicio transmitere a impulsurilor. Potențialul de repaus poate fi definit ca diferența de tensiune dintre interiorul și exteriorul neuronului atunci când neuronul este în repaus. Potențialul de acțiune apare atunci când semnalele sunt transmise de-a lungul axonului unui neuron. Prin urmare, potențialul de acțiune poate fi definit ca modificarea potențialului electric atunci când transmiterea semnalului are loc prin axoni. Potențialul de membrană al neuronului (în special al axonului) fluctuează cu creșteri și scăderi rapide. Aceasta este diferența cheie dintre potențialul de repaus și potențialul de acțiune.
Ce este potențialul de odihnă?
Potențialul de odihnă este un fenomen care apare în interiorul unui neuron atunci când acesta este în repaus. În termeni simpli, potențialul de repaus apare atunci când neuronul nu implică transmiterea niciunui impuls sau semnal nervos. Astfel de condiții sunt denumite potențial de repaus atunci când neuronul este în „repaus”. În această stare, membrana neuronului conține o diferență de încărcături. Regiunea interioară a membranei este mai încărcată negativ în comparație cu sarcina regiunii exterioare a membranei. Astfel de diferențe în încărcături sunt în mod normal echilibrate datorită schimbului de ioni diferiți de-a lungul membranei în oricare direcție; înăuntru sau în afara.
Cu toate acestea, în timpul potențialului de repaus, echilibrarea sarcinilor nu are loc deoarece canalele ionice care sunt prezente în membrană nu permit trecerea anumitor ioni. Oferă trecere numai către K+ (ioni de potasiu) și inhibă mișcarea ionilor Cl– (clorura) și Na + ioni (sodiu). De asemenea, membrana inhibă trecerea moleculelor de proteine care sunt încărcate negativ și prezente în interiorul neuronului. Aceste canale ionice sunt denumite canale ionice selective.
În afară de aceste canale, există o pompă de ioni care implică schimbul de ioni de Na+ și de ioni K+ de-a lungul membranei. Această pompă funcționează cu utilizarea energiei. Când funcționează, permite schimbul a doi ioni K+ în neuron și a trei ioni Na+ din neuron simultan. Această pompă este denumită pompă cationică activă. În timpul potențialului de repaus, în interiorul neuronului sunt prezenți mai mulți ioni K+ și mai mulți ioni Na+ în afara neuronului.
Figura 01: Potenţial de odihnă
Tensiunea potențialului de repaus (diferența de tensiune dintre exteriorul și interiorul neuronului) este măsurată odată ce toate forțele de sarcină sunt în cele din urmă echilibrate. În condiții normale, potențialul de repaus al unui neuron este de -70 mV.
Ce este potențialul de acțiune?
Potențialul de acțiune apare în interiorul unui neuron atunci când neuronul transmite impulsuri. În timpul transmiterii acestui semnal, potențialul de membrană (diferența de potențial electric dintre exteriorul și interiorul unei celule) al neuronului (în special al axonului) fluctuează cu creșteri și scăderi rapide. Potențialele de acțiune nu apar numai în neuroni. Apare în diferite alte celule excitabile, cum ar fi celulele musculare, celulele endocrine și, de asemenea, în unele celule vegetale. În timpul unui potențial de acțiune, transmiterea nervoasă a impulsurilor are loc de-a lungul axonului neuronului până la butoanele sinaptice, situate la capătul axonului. Rolul principal al unui potențial de acțiune este de a facilita comunicarea dintre celule.
Potențialul de acțiune este în mod normal generat din cauza unui curent depolarizant. Datorită deschiderii canalelor ionice K+ pentru perioade mai lungi de timp, tensiunea potențialului de acțiune depășește -70 mV. Dar când canalele ionice Na+ se închid, această valoare este readusă la -70mV. Aceste condiții sunt cunoscute ca hiperpolarizare și, respectiv, repolarizare.
Potențialul de acțiune este în mod normal generat din cauza unui curent depolarizant. Cu alți termeni, un stimul care generează un potențial de acțiune face ca potențialul de repaus al unui neuron să scadă până la 0 mV și mai departe până la o valoare de -55 mV. Aceasta este denumită valoare de prag. Dacă neuronul nu atinge valoarea de prag, un potențial de acțiune nu va fi generat. Similar cu potențialele de repaus, potențialele de acțiune apar datorită încrucișării diferiților ioni prin membrana neuronului. Inițial, canalele ionice Na+ sunt deschise ca răspuns la stimul. S-a menționat că, în timpul potențialului de repaus, interiorul neuronului este mai încărcat negativ și conține mai mulți ioni Na+ în exterior. Datorită deschiderii canalelor ionice Na+ în timpul unui potențial de acțiune, mai mulți ioni Na+ vor pătrunde în neuron prin membrană. Datorită încărcării + cinci a ionilor de sodiu, membrana devine mai încărcată pozitiv și se depolarizează.
Figura 02: potențial de acțiune
Această depolarizare este inversată prin deschiderea canalelor ionice K+ care mută un număr mai mare de ioni K+ din neuron. Odată ce canalele ionice K+ se deschid, canalele ionice Na+ se închid. Datorită deschiderii canalelor ionice K+ pentru perioade mai lungi de timp, tensiunea potențialului de acțiune depășește -70 mV. Această condiție este cunoscută sub numele de hiperpolarizare. Dar când canalele ionice Na+ se închid, această valoare este readusă la -70mV. Acest lucru este cunoscut sub numele de repolarizare.
Care este asemănarea dintre potențialul de odihnă și potențialul de acțiune?
Potențialul de repaus și potențialul de acțiune apar datorită mișcării diferiților ioni prin membrana neuronului
Care este diferența dintre potențialul de odihnă și potențialul de acțiune?
Potențial de odihnă vs potențial de acțiune |
|
| Potențialul de repaus este diferența de tensiune pe membrana neuronului atunci când aceasta nu transmite semnalele. | Potențialul de acțiune este diferența de tensiune pe membrana neuronului atunci când transmite semnalele de-a lungul axonilor. |
| Apariție | |
| Potențialul de odihnă apare atunci când neuronul nu implică trimiterea de impulsuri sau semnale nervoase. | Potențialul de acțiune apare atunci când semnalele sunt transmise de-a lungul neuronilor. |
| tensiune | |
| -70mV este potențialul de odihnă. | +40mV este potențialul de acțiune. |
| ioni | |
| Mai mulți ioni Na+ și mai puțini ioni K+ în afara neuronilor atunci când apare potențialul de repaus. | Mai mulți ioni Na+ și mai puțini ioni K+ în interiorul neuronului atunci când apare potențialul de acțiune. |
Rezumat – Potențial de odihnă vs potențial de acțiune
Potențialul de repaus apare atunci când neuronul nu implică transmiterea niciunui impuls sau semnal nervos. Regiunea interioară a membranei este mai încărcată negativ în comparație cu sarcina regiunii exterioare a membranei. În timpul potențialului de repaus, în interiorul neuronului sunt prezenți mai mulți ioni K+ și mai mulți ioni Na+ în afara neuronului. În condiții normale, potențialul de repaus al unui neuron este de -70 mV. Potențialul de acțiune este potențialul de membrană atunci când transmiterea unui semnal are loc de-a lungul axonului. Potențialul de acțiune este generat în mod normal datorită unui curent depolarizant. Datorită deschiderii canalelor ionice K+ pentru perioade mai lungi de timp, tensiunea potențialului de acțiune depășește -70 mV. Dar când canalele ionice Na+ se închid, această valoare este readusă la -70mV. Aceste condiții sunt cunoscute ca hiperpolarizare și, respectiv, repolarizare. Aceasta este diferența dintre potențialul de repaus și potențialul de acțiune.
Descărcați versiunea PDF a Resting Potential vs Action Potential
Puteți descărca versiunea PDF a acestui articol și să o utilizați în scopuri offline, conform nota de citare. Vă rugăm să descărcați versiunea PDF aici: Diferența dintre potențialul de odihnă și potențialul de acțiune
