Erinevus astmelise ja tegevuspotentsiaali vahel

Hinnatud potentsiaal vs tegevuspotentsiaal

Kõigil keharakkudel on membraanipotentsiaal, peamiselt naatriumi-, kloriidi- ja kaaliumioonide ebaühtlase jaotuse ning plasmamembraani nende ioonide läbilaskvuse erinevuse tõttu. See membraanipotentsiaal põhjustab positiivseid ja negatiivseid laenguid kogu membraanil. Neuronid ja lihasrakud on kahte tüüpi spetsiaalsed rakud, mille membraanipotentsiaal on välja töötatud spetsiaalselt. Nad võivad läbi viia stiimulite tõttu oma membraanipotentsiaali mööduvaid ja kiireid kõikumisi. Need muudatused põhjustavad lõpuks elektrilisi signaale. Neuronid kasutavad neid signaale sõnumite vastuvõtmiseks, töötlemiseks, algatamiseks ja edastamiseks, samal ajal kui lihasrakud kasutavad neid kontraktsioonide algatamiseks. Elektrisignaalidel on kaks põhivormi, mida neuronid teadete edastamiseks kasutavad, nimelt astmeline potentsiaal ja aktsioonipotentsiaal.

Hinnatud potentsiaalid

Astepotentsiaal on membraani potentsiaali väike mööduv muutus, mis toimub erineva astme või ulatuse või tugevuse astmega. Järkjärgulised potentsiaalid on põhjustatud kanalivalkude klassi aktiveerimisest, mida nimetatakse "väravate ioonikanaliteks". Neid saab genereerida nii sensoorsetes kui ka motoorsetes närvides ja alustada nende läbilaskvuse protsessi. Liigestatud ioonikanal laseb selle kaudu difusiooni ainult teatud ioonidel. Kui see võimaldab hajutamist, on see avatud ja kui see ei võimalda, on see suletud. Seetõttu käitub väravaga ioonikanal nagu uks, mida saab avada või sulgeda.

Vastavate ioonikanalite hulk varieerub sõltuvalt stiimuli tugevusest; seega põhjustab tugev stiimul rohkem ioonikanalite avanemist. Kui rohkem ioonkanaleid avaneb, hajub rohkem ioone läbi plasmamembraani, põhjustades membraani potentsiaali suuremat muutust.

Tegevuspotentsiaalid

Aktsioonipotentsiaalid on lühikesed, kiired, suured muutused membraanipotentsiaalis ja tekivad erutusrakkudes (närv ja lihas), kui puhkepotentsiaal on muutunud. Üksiku toimega potentsiaal hõlmab ainult väikest osa erutatavast rakumembraanist ja levib kogu rakumembraani ülejäänud osas ilma signaali tugevuse vähenemiseta.

Aktsioonipotentsiaali ajal pöördub membraanipotentsiaal ajutiselt ümber. Kui depolarisatsioon jõuab künnispotentsiaalini, annab see aktsioonipotentsiaali. Aktsioonipotentsiaali põhjustab ioonikanalite klass, mida nimetatakse pingega seotud ioonikanaliteks. Neid ioonkanaleid leidub nii neuronites kui ka lihasrakkudes. Neuronites kasutatakse aktsioonipotentsiaali loomiseks kahte erinevat pinge ioonikanalit, nimelt pingega Na⁺ kanalid ja pingestatud K⁺ kanalid. Need kanalid avanevad ja sulguvad reageerimisel membraanipotentsiaali muutustele ning nad kontrollivad ioonide voogu, lubades valikuliselt nende kaudu liikuda.

Mis vahe on järkjärgulisel potentsiaalil ja tegevuspotentsiaalil??

• Aktsioonipotentsiaalid toimivad pikamaa signaalidena, samas kui astmelised potentsiaalid toimivad lühikese signaalina.

• Astmelised potentsiaalid on väikesed muutused membraanipotentsiaalis, mis võivad üksteist tugevdada või eitada. Seevastu aktsioonipotentsiaalid on suured (100 mV) membraanipotentsiaali muutused, mis võivad olla usaldusväärseteks pikamaa signaalideks.

• Liigestatud ioonikanalite aktiveerimine põhjustab astmelist potentsiaali, samas kui pingestatud ioonikanalite aktiveerimine põhjustab aktsioonipotentsiaali.

• Na neto liikumine⁺, Kl^-, või Ca²⁺ kogu plasmamembraanil tekitab astmelise potentsiaali. Na järjestikune liikumine⁺ sisse ja K⁺ Lahtrist väljapoole pingestatud kanalite kaudu tekib aktsioonipotentsiaal.

• Astepotentsiaali kestus varieerub sõltuvalt käivitava sündmuse või stiimuli kestusest, samal ajal kui aktsioonipotentsiaali kestus on konstantne.

• Aktsioonipotentsiaal toimub membraani piirkondades, kus on palju pingestatud kanaleid, samas kui astmeline potentsiaal toimub membraani piirkondades, mis on kavandatud reageerima käivitussündmusele.