Διαφορά μεταξύ βαθμολογημένου δυναμικού και δυναμικού δράσης

Κύρια διαφορά – Διαβαθμισμένο δυναμικό έναντι δυναμικού δράσης

Η πλασματική μεμβράνη των νευρικών κυττάρων βρίσκεται συνήθως στο δυναμικό της μεμβράνης ηρεμίας. Το εσωτερικό της πλασματικής μεμβράνης είναι αρνητικά φορτισμένο ενώ το εξωτερικό είναι θετικά φορτισμένο. Τα σήματα του νευρικού συστήματος μεταδίδονται μέσω των νευρικών κυττάρων με τη μορφή πιθανών διαφορών. Η απώλεια των δυναμικών ηρεμίας της μεμβράνης είναι γνωστή ως εκπόλωση. Το βαθμολογημένο δυναμικό και το δυναμικό δράσης είναι οι δύο τύποι διαφορών δυναμικού που μπορούν να δημιουργηθούν κατά την εκπόλωση. Η κύρια διαφορά μεταξύ διαβαθμισμένου δυναμικού και δυναμικού δράσης είναι ότι τα βαθμολογημένα δυναμικά είναι τα σήματα μεταβλητής ισχύος που μπορούν να μεταδοθούν σε μικρές αποστάσεις, ενώ τα δυναμικά δράσης είναι μεγάλες εκπόλωση που μπορούν να μεταδοθούν σε μεγάλες αποστάσεις . Το βαθμολογημένο δυναμικό μπορεί να χάσει τη δύναμή του καθώς μεταδίδεται μέσω του νευρώνα, αλλά τα δυναμικά δράσης δεν χάνουν τη δύναμή τους κατά τη μετάδοση.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι ένα βαθμολογημένο δυναμικό
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Ρόλος
2. Τι είναι Δυνατότητα Δράσης
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Ρόλος
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του βαθμολογημένου δυναμικού και του δυναμικού δράσης
      – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του βαθμολογημένου δυναμικού και του δυναμικού δράσης
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Δυνατότητα δράσης, Εκπόλωση, Διαβαθμισμένη Δυνατότητα, Νευρικό Κύτταρο, Δυνατότητα ηρεμίας μεμβράνης 

Τι είναι το Graded Potential

Το βαθμολογημένο δυναμικό αναφέρεται σε ένα δυναμικό μεμβράνης που μπορεί να ποικίλλει σε πλάτος. Το πλάτος είναι ανάλογο με το μέγεθος των ερεθισμάτων εισόδου. Τα διαβαθμισμένα δυναμικά μπορεί να είναι είτε αποπολωτικά είτε υπερπολωτικά. Πολλά διαβαθμισμένα δυναμικά μπορούν να ενσωματωθούν είτε χρονικά είτε χωρικά. Η μετάδοση του βαθμολογημένου δυναμικού μπορεί να συμβεί ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις. Η δημιουργία διαβαθμισμένων δυναμικών λαμβάνει χώρα με το άνοιγμα διαύλων ιόντων με πύλη συνδέτη. Η ισχύς του σήματος εξασθενεί με την απόσταση. Παραδείγματα διαβαθμισμένων δυναμικών φαίνονται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:Διαβαθμισμένες δυνατότητες

Οι τρεις κύριες μορφές των διαβαθμισμένων δυναμικών είναι το δυναμικό υποδοχέα, τα μετασυναπτικά δυναμικά και τα δυναμικά της τελικής πλάκας. Τα δυναμικά των υποδοχέων δημιουργούνται στα εξειδικευμένα αισθητήρια κύτταρα υποδοχέα. Μετασυναπτικά δυναμικά δημιουργούνται στα νευρικά κύτταρα. Τα διεγερτικά μετασυναπτικά δυναμικά (EPSPs) και τα ανασταλτικά μετασυναπτικά δυναμικά (IPSPs) είναι οι δύο τύποι μετασυναπτικών δυναμικών. Τα EPSP εμφανίζονται κατά την αποπόλωση ενώ τα IPSP εμφανίζονται κατά την υπερπόλωση. Τα δυναμικά της τελικής πλάκας δημιουργούνται στα μυϊκά κύτταρα.

Τι είναι το δυναμικό δράσης

Το δυναμικό δράσης αναφέρεται σε μια αλλαγή στο ηλεκτρικό δυναμικό, η οποία σχετίζεται με τη μετάδοση παλμών κατά μήκος της μεμβράνης ενός νευρικού κυττάρου ή ενός μυϊκού κυττάρου. Τα τρία κύρια στάδια ενός δυναμικού δράσης είναι η εκπόλωση, η επαναπόλωση και η περίοδος πυρίμαχης λειτουργίας. Μια ξαφνική αλλαγή στο δυναμικό της μεμβράνης αναφέρεται ως αποπόλωση. Εδώ, το εσωτερικό φορτίο αλλάζει από αρνητικό σε θετικό. Το άνοιγμα των διαύλων με πύλη ιόντων προκαλεί την εκπόλωση της μεμβράνης. Καθώς ανοίγουν τα κανάλια νατρίου, η μετανάστευση των θετικά φορτισμένων ιόντων νατρίου στο νευρικό κύτταρο προκαλεί περισσότερο θετικό φορτίο μέσα στο κύτταρο. Τα τρία στάδια του δυναμικού δράσης φαίνονται στην εικόνα 2 .

Εικόνα 2:Στάδια δυναμικού δράσης

 Η αποκατάσταση του αρνητικού φορτίου μέσα στο νευρικό κύτταρο είναι γνωστή ως επαναπόλωση. Αυτό προκαλείται από το άνοιγμα των διαύλων καλίου. Η εισροή ιόντων καλίου στο εξωτερικό του νευρικού κυττάρου προκαλεί τη μείωση του θετικού φορτίου στο εσωτερικό του κυττάρου. Η περίοδος τραπεζαρίας αναφέρεται στη χρονική περίοδο μεταξύ δύο δυνατοτήτων δράσης. Κατά την περίοδο της τραπεζαρίας, ανοίγουν κανάλια νατρίου-καλίου για να αποκατασταθεί το δυναμικό ηρεμίας. Στο δυναμικό ηρεμίας, η συγκέντρωση των ιόντων νατρίου είναι υψηλή έξω από το νευρικό κύτταρο ενώ η συγκέντρωση των ιόντων καλίου είναι υψηλή μέσα στο νευρικό κύτταρο.

Ομοιότητες μεταξύ Graded Potential και Action Potential

• Τόσο το βαθμολογημένο δυναμικό όσο και το δυναμικό δράσης είναι δύο τύποι εκπόλωσης της μεμβράνης των νευρικών κυττάρων.
• Τόσο το βαθμολογημένο δυναμικό όσο και το δυναμικό δράσης δημιουργούνται ως αποτέλεσμα της μετάδοσης σημάτων.

Διαφορά μεταξύ βαθμολογημένου δυναμικού και δυναμικού δράσης

Ορισμός

Βαθμολογημένο δυναμικό: Το βαθμολογημένο δυναμικό αναφέρεται σε ένα δυναμικό μεμβράνης, το οποίο μπορεί να ποικίλλει σε πλάτος.

Δυνατότητα δράσης: Το δυναμικό δράσης αναφέρεται σε μια αλλαγή στο ηλεκτρικό δυναμικό, η οποία σχετίζεται με τη μετάδοση παλμών κατά μήκος της μεμβράνης ενός νευρικού κυττάρου ή ενός μυϊκού κυττάρου.

Αποπόλωση/Υπερπόλωση

Βαθμολογημένο δυναμικό: Το διαβαθμισμένο δυναμικό μπορεί να προκύψει είτε λόγω εκπόλωσης είτε λόγω υπερπόλωσης.

Δυνατότητα δράσης: Το δυναμικό δράσης μπορεί να προκύψει μόνο λόγω αποπόλωσης.

Ισχύς αποπόλωσης

Βαθμολογημένο δυναμικό: Το βαθμολογημένο δυναμικό μπορεί να έχει μεταβλητή ισχύ σήματος που είναι μικρότερη από ένα δυναμικό δράσης.

Δυνατότητα δράσης: Το δυναμικό δράσης είναι μια μεγάλη εκπόλωση, η οποία φτάνει το κατώφλι (+40 mV).

Κανάλια ιόντων

Βαθμολογημένο δυναμικό: Το βαθμολογημένο δυναμικό δημιουργείται από διαύλους ιόντων που καλύπτονται από συνδέτη.

Δυνατότητα δράσης: Το δυναμικό δράσης δημιουργείται από κανάλια ιόντων με πύλη τάσης.

Απόσταση

Βαθμολογημένο δυναμικό: Το βαθμολογημένο δυναμικό μπορεί να μεταδοθεί σε μικρές αποστάσεις.

Δυνατότητα δράσης: Το δυναμικό δράσης μπορεί να μεταδοθεί σε μεγάλες αποστάσεις.

Δύναμη

Βαθμολογημένο δυναμικό: Το βαθμολογημένο δυναμικό μπορεί να χάσει τη δύναμή του κατά τη μετάδοση.

Δυνατότητα δράσης: Το δυναμικό δράσης δεν χάνει τη δύναμή του κατά τη μετάδοση.

Προσθήκη

Βαθμολογημένο δυναμικό: Μπορούν να προστεθούν δύο βαθμολογημένα δυναμικά.

Δυνατότητα δράσης: Δεν μπορούν να προστεθούν δύο δυναμικά ενέργειας.

Συμπέρασμα

Το βαθμολογημένο δυναμικό και το δυναμικό δράσης είναι δύο τύποι δυναμικών μεμβράνης που μπορούν να δημιουργηθούν στα νευρικά κύτταρα κατά τη μετάδοση των σημάτων. Ένα διαβαθμισμένο δυναμικό αποτελείται από χαμηλό πλάτος από το δυναμικό δράσης. Επομένως, αποσυντίθεται κατά τη μετάδοση. Όμως, τα δυναμικά δράσης δεν αποσυντίθενται κατά τη μετάδοση. Η κύρια διαφορά μεταξύ του βαθμολογημένου δυναμικού και του δυναμικού δράσης είναι τα χαρακτηριστικά κάθε τύπου δυναμικών μεμβράνης.

Αναφορά:

1. "2014 Νευρωνική Επικοινωνία." Διαβαθμισμένες δυνατότητες, Διαθέσιμο εδώ.
2.“Brent Cornell.” Δυνατότητα δράσης | BioNinja, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "1223 Graded Potentials-02" By OpenStax (CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia
2. "Δυνατότητα δράσης" Από το πρωτότυπο από en:User:Chris 73, ενημερώθηκε από en:User:Diberri, μετατράπηκε σε SVG από το tiZom – Ίδιο έργο (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia