Ключевая разница - потенциал покоя и потенциал действия
Нейрон считается структурной единицей нервной системы. Он включает передачу различных нервных стимулов во время межклеточной коммуникации. Нейроны посылают сообщения электрохимически с участием различных ионов. Другими словами, электрически заряженные химические вещества, которые являются ионами, вызывают сигналы. Наиболее важными ионами являются натрий, калий, кальций и хлорид. Движение этих ионов через мембрану, окружающую нервные клетки, вызывает два типа потенциалов (разность потенциалов); потенциал покоя и потенциал действия. Потенциал покоя возникает, когда нейрон находится в состоянии покоя и передачи импульсов не происходит. Потенциал покоя можно определить как разность потенциалов внутри и снаружи нейрона, когда нейрон находится в состоянии покоя. Потенциал действия возникает, когда сигналы передаются по аксону нейрона. Следовательно, потенциал действия можно определить как изменение электрического потенциала, когда передача сигнала происходит через аксоны. Мембранный потенциал нейрона (особенно аксона) колеблется с быстрыми подъемами и падениями. В этом ключевое различие между потенциалом покоя и потенциалом действия.
Что такое потенциал покоя?
Потенциал покоя - это феномен, возникающий внутри нейрона, когда он находится в состоянии покоя. Проще говоря, потенциал покоя возникает, когда нейрон не участвует в отправке нервных импульсов или сигналов. Такие состояния называются потенциалом покоя, когда нейрон находится в «покое». В этом состоянии мембрана нейрона содержит разность зарядов. Внутренняя область мембраны заряжена более отрицательно по сравнению с зарядом внешней области мембраны. Такие различия в зарядах обычно уравновешиваются за счет обмена различными ионами через мембрану в любом направлении; внутрь или наружу.
Однако во время потенциала покоя уравновешивания зарядов не происходит, поскольку ионные каналы, присутствующие в мембране, не пропускают определенные ионы. Он обеспечивает прохождение только к K+ (ионы калия) и тормозит движение ионов Cl– (хлорид) и Na + ионы (натрия). Также мембрана препятствует прохождению отрицательно заряженных белковых молекул, находящихся внутри нейрона. Эти ионные каналы называются селективными ионными каналами.
Кроме этих каналов, существует ионный насос, который включает обмен ионов Na+ и ионов K+ через мембрану. Этот насос работает с использованием энергии. Когда он работает, он позволяет одновременно обменивать два иона K+ в нейрон и три иона Na+ из нейрона. Этот насос называется катионно-активным насосом. Во время потенциала покоя внутри нейрона находится больше ионов K+, а снаружи нейрона больше ионов Na+.
Рисунок 01: Потенциал покоя
Напряжение потенциала покоя (разность напряжений снаружи и внутри нейрона) измеряется после того, как все силы зарядов окончательно уравновешены. В норме потенциал покоя нейрона составляет -70 мВ.
Что такое потенциал действия?
Потенциал действия возникает внутри нейрона, когда нейрон передает импульсы. Во время передачи этого сигнала мембранный потенциал (разность электрических потенциалов между внешней и внутренней клетками) нейрона (в частности, аксона) колеблется с быстрыми подъемами и падениями. Потенциалы действия возникают не только в нейронах. Это происходит в различных других возбудимых клетках, таких как мышечные клетки, эндокринные клетки, а также в некоторых растительных клетках. Во время потенциала действия нервная передача импульсов происходит по аксону нейрона до синаптических бугорков, расположенных на конце аксона. Основная роль потенциала действия заключается в облегчении связи между клетками.
Потенциал действия обычно генерируется за счет деполяризующего тока. Из-за открытия ионных каналов K+ на более длительные периоды времени напряжение потенциала действия превышает -70 мВ. Но когда ионные каналы Na+ закрываются, это значение возвращается к -70 мВ. Эти состояния известны как гиперполяризация и реполяризация соответственно.
Потенциал действия обычно генерируется за счет деполяризующего тока. Другими словами, стимул, генерирующий потенциал действия, вызывает снижение потенциала покоя нейрона до 0 мВ и далее до значения -55 мВ. Это называется пороговым значением. Пока нейрон не достигнет порогового значения, потенциал действия не будет сгенерирован. Подобно потенциалам покоя, потенциалы действия возникают из-за пересечения различных ионов через мембрану нейрона. Первоначально в ответ на раздражитель открываются ионные каналы Na+. Отмечено, что при потенциале покоя внутренняя часть нейрона заряжена более отрицательно и содержит больше ионов Na+ снаружи. Благодаря открытию ионных каналов Na+ во время потенциала действия большее количество ионов Na+ устремится в нейрон через мембрану. За счет положительного заряда ионов натрия мембрана становится более положительно заряженной и деполяризуется.
Рисунок 02: Потенциал действия
Эта деполяризация обращается вспять открытием ионных каналов K+, которые перемещают большее количество ионов K+ из нейрона.. Как только ионные каналы K+ открываются, ионные каналы Na+ закрываются. Из-за открытия ионных каналов K+ на более длительные периоды времени напряжение потенциала действия превышает -70 мВ. Это состояние известно как гиперполяризация. Но когда ионные каналы Na+ закрываются, это значение возвращается к -70 мВ. Это известно как реполяризация.
В чем сходство между потенциалом покоя и потенциалом действия?
Потенциал покоя и потенциал действия возникают из-за движения различных ионов через мембрану нейрона
В чем разница между потенциалом покоя и потенциалом действия?
Потенциал покоя и потенциал действия |
|
| Потенциал покоя – это разность потенциалов на мембране нейрона, когда он не передает сигналы. | Потенциал действия – это разность потенциалов на мембране нейрона, когда он передает сигналы по аксонам. |
| Возникновение | |
| Потенциал покоя возникает, когда нейрон не участвует в передаче нервных импульсов или сигналов. | Потенциал действия возникает, когда сигналы передаются по нейронам. |
| Напряжение | |
| -70мВ – потенциал покоя. | +40 мВ – это потенциал действия. |
| Ионы | |
| Больше ионов Na+ и меньше ионов K+ вне нейронов, когда возникает потенциал покоя. | Больше Na+ и меньше ионов K+ внутри нейрона, когда возникает потенциал действия. |
Резюме – потенциал покоя и потенциал действия
Потенциал покоя возникает, когда нейрон не участвует в отправке каких-либо нервных импульсов или сигналов. Внутренняя область мембраны заряжена более отрицательно по сравнению с зарядом внешней области мембраны. Во время потенциала покоя внутри нейрона присутствует больше ионов K+, а вне нейрона больше ионов Na+. В норме потенциал покоя нейрона составляет -70 мВ. Потенциал действия представляет собой мембранный потенциал, когда передача сигнала происходит по аксону. Потенциал действия обычно генерируется за счет деполяризующего тока. Из-за открытия ионных каналов K+ на более длительные периоды времени напряжение потенциала действия превышает -70 мВ. Но когда ионные каналы Na+ закрываются, это значение возвращается к -70 мВ. Эти состояния известны как гиперполяризация и реполяризация соответственно. Это разница между потенциалом покоя и потенциалом действия.
Загрузить PDF-версию книги «Потенциал покоя и потенциал действия»
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь: Разница между потенциалом покоя и потенциалом действия
