Kľúčový rozdiel – pokojový potenciál vs. akčný potenciál
Neurón sa považuje za štrukturálnu jednotku nervového systému. Zahŕňa prenos rôznych nervových podnetov počas komunikácie medzi bunkami. Neuróny posielajú správy elektrochemicky so zapojením rôznych iónov. Inými slovami, elektricky nabité chemikálie, ktoré sú iónmi, spôsobujú signály. Najdôležitejšie ióny sú sodík, draslík, vápnik a chlorid. Pohyb týchto iónov cez membránu, ktorá obklopuje nervové bunky, spôsobuje dva typy potenciálov (napäťové rozdiely); kľudový potenciál a akčný potenciál. Pokojový potenciál nastáva, keď je neurón v pokoji a nedochádza k prenosu impulzov. Pokojový potenciál možno definovať ako rozdiel v napätí medzi vnútrom a vonkajškom neurónu, keď je neurón v pokoji. Akčný potenciál nastáva, keď sa signály prenášajú pozdĺž axónu neurónu. Akčný potenciál teda možno definovať ako zmenu elektrického potenciálu pri prenose signálu cez axóny. Membránový potenciál neurónu (konkrétne axónu) kolíše s rýchlymi vzostupmi a poklesmi. Toto je kľúčový rozdiel medzi pokojovým potenciálom a akčným potenciálom.
Čo je to oddychový potenciál?
Kľudový potenciál je jav, ktorý sa vyskytuje v rámci neurónu, keď je v pokoji. Zjednodušene povedané, kľudový potenciál nastáva, keď sa neurón nezapája do vysielania žiadnych nervových impulzov alebo signálov. Takéto stavy sa označujú ako pokojový potenciál, keď je neurón v „kľude“. Počas tohto stavu obsahuje membrána neurónu rozdiel v nábojoch. Vnútorná oblasť membrány je zápornejšie nabitá v porovnaní s nábojom vonkajšej oblasti membrány. Takéto rozdiely v nábojoch sa normálne vyrovnávajú v dôsledku výmeny rôznych iónov cez membránu do oboch smerov; dovnútra alebo von.
Počas pokojového potenciálu však nedochádza k vyrovnávaniu nábojov, pretože iónové kanály, ktoré sú prítomné v membráne, neumožňujú prechod určitých iónov. Poskytuje priechod iba K+ (draselné ióny) a bráni pohybu iónov Cl– (chlorid) a Na + ióny (sodík). Membrána tiež inhibuje prechod proteínových molekúl, ktoré sú negatívne nabité a sú prítomné vo vnútri neurónu. Tieto iónové kanály sa označujú ako selektívne iónové kanály.
Okrem týchto kanálov existuje iónová pumpa, ktorá zahŕňa výmenu iónov Na+ a K+ iónov cez membránu. Toto čerpadlo pracuje s využitím energie. Keď funguje, umožňuje výmenu dvoch iónov K+ do neurónu a troch iónov Na+ von z neurónu súčasne. Toto čerpadlo sa označuje ako katiónovo aktívne čerpadlo. Počas pokojového potenciálu je viac iónov K+ prítomných vo vnútri neurónu a viac iónov Na+ je prítomných mimo neurónu.
Obrázok 01: Oddychový potenciál
Napätie pokojového potenciálu (rozdiel napätia medzi vonkajškom a vnútrom neurónu) sa meria, keď sú všetky sily náboja konečne vyrovnané. Za normálnych podmienok je pokojový potenciál neurónu -70 mV.
Čo je akčný potenciál?
Akčný potenciál sa vyskytuje v neuróne, keď neurón prenáša impulzy. Počas tohto prenosu signálu membránový potenciál (rozdiel elektrického potenciálu medzi vonkajškom a vnútrom bunky) neurónu (konkrétne axónu) kolíše s rýchlymi vzostupmi a poklesmi. Akčné potenciály sa nevyskytujú len v neurónoch. Vyskytuje sa v rôznych iných excitabilných bunkách, ako sú svalové bunky, endokrinné bunky a tiež v niektorých rastlinných bunkách. Počas akčného potenciálu sa nervový prenos impulzov uskutočňuje pozdĺž axónu neurónu až po synaptické gombíky, ktoré sa nachádzajú na konci axónu. Hlavnou úlohou akčného potenciálu je uľahčiť komunikáciu medzi bunkami.
Akčný potenciál sa normálne vytvára v dôsledku depolarizujúceho prúdu. V dôsledku otvorenia iónových kanálov K+ na dlhšie časové obdobie spôsobí, že napätie akčného potenciálu prekročí -70 mV. Keď sa však iónové kanály Na+ zatvoria, táto hodnota sa vráti späť na -70 mV. Tieto stavy sú známe ako hyperpolarizácia a repolarizácia.
Akčný potenciál sa normálne vytvára v dôsledku depolarizujúceho prúdu. Inými slovami, stimul, ktorý generuje akčný potenciál, spôsobí, že pokojový potenciál neurónu sa zníži až na 0 mV a ďalej až na hodnotu -55 mV. Toto sa označuje ako prahová hodnota. Pokiaľ neurón nedosiahne prahovú hodnotu, akčný potenciál sa nevygeneruje. Podobne ako kľudové potenciály sa akčné potenciály vyskytujú v dôsledku kríženia rôznych iónov cez membránu neurónu. Na začiatku sa v reakcii na stimul otvoria iónové kanály Na+. Bolo spomenuté, že počas pokojového potenciálu je vnútro neurónu zápornejšie nabité a vonku obsahuje viac iónov Na+. V dôsledku otvorenia iónových kanálov Na+ počas akčného potenciálu vnikne do neurónu cez membránu viac iónov Na+. V dôsledku kladného náboja sodíkových iónov sa membrána stáva kladnejšie nabitá a depolarizovaná.
Obrázok 02: Akčný potenciál
Táto depolarizácia je obrátená otvorením iónových kanálov K+, ktoré presúvajú väčší počet iónov K+ z neurónu. Akonáhle sa otvoria iónové kanály K+, iónové kanály Na+ sa zatvoria. V dôsledku otvorenia iónových kanálov K+ na dlhšie časové obdobie spôsobí, že napätie akčného potenciálu prekročí -70 mV. Tento stav je známy ako hyperpolarizácia. Keď sa však iónové kanály Na+ zatvoria, táto hodnota sa vráti späť na -70 mV. Toto je známe ako repolarizácia.
Aká je podobnosť medzi pokojovým potenciálom a potenciálom akcie?
Kľudový potenciál a akčný potenciál vznikajú v dôsledku pohybu rôznych iónov cez membránu neurónu
Aký je rozdiel medzi pokojovým potenciálom a akčným potenciálom?
Oddychový potenciál verzus akčný potenciál |
|
| Kľudový potenciál je rozdiel napätia na membráne neurónu, keď neprenáša signály. | Akčný potenciál je rozdiel napätia na membráne neurónu, keď prenáša signály pozdĺž axónov. |
| Výskyt | |
| Kľudový potenciál nastáva, keď neurón nevysiela žiadne nervové impulzy alebo signály. | Akčný potenciál vzniká, keď sa signály prenášajú pozdĺž neurónov. |
| Napätie | |
| -70 mV je pokojový potenciál. | +40mV je akčný potenciál. |
| Ióny | |
| Viac Na+ iónov a menej K+ iónov mimo neurónov, keď sa objaví pokojový potenciál. | Viac Na+ a menej K+ iónov vo vnútri neurónu, keď sa objaví akčný potenciál. |
Zhrnutie – Oddychový potenciál vs. Akčný potenciál
Kľudový potenciál nastáva vtedy, keď neurón nevysiela žiadne nervové impulzy alebo signály. Vnútorná oblasť membrány je zápornejšie nabitá v porovnaní s nábojom vonkajšej oblasti membrány. Počas pokojového potenciálu je viac iónov K+ prítomných vo vnútri neurónu a viac iónov Na+ je prítomných mimo neurónu. Za normálnych podmienok je pokojový potenciál neurónu -70 mV. Akčný potenciál je membránový potenciál, keď dochádza k prenosu signálu pozdĺž axónu. Akčný potenciál sa normálne vytvára v dôsledku depolarizačného prúdu. V dôsledku otvorenia iónových kanálov K+ na dlhšie časové obdobie spôsobí, že napätie akčného potenciálu prekročí -70 mV. Keď sa však iónové kanály Na+ zatvoria, táto hodnota sa vráti späť na -70 mV. Tieto stavy sú známe ako hyperpolarizácia a repolarizácia. Toto je rozdiel medzi pokojovým potenciálom a akčným potenciálom.
Stiahnite si PDF verziu pokojového potenciálu verzus akčného potenciálu
Verziu tohto článku si môžete stiahnuť vo formáte PDF a použiť ju na offline účely podľa citácie. Stiahnite si PDF verziu tu: Rozdiel medzi pokojovým potenciálom a akčným potenciálom
