Διαφορά μεταξύ εκπόλωσης και υπερπόλωσης
Κύρια διαφορά – Εκπόλωση έναντι Υπερπόλωσης
Η μετάδοση σημάτων στο νευρικό σύστημα γίνεται με τη μορφή ηλεκτρικών παλμών. Αυτά τα ηλεκτρικά ερεθίσματα παράγονται στη μεμβράνη των νευρικών κυττάρων. Διαφορετικοί τύποι διαύλων ιόντων εμπλέκονται στη μετάδοση ηλεκτρικών ερεθισμάτων μέσω των νευρικών κυττάρων. Τυπικά, η συγκέντρωση ιόντων νατρίου έξω από τη μεμβράνη των νευρικών κυττάρων είναι υψηλή ενώ η συγκέντρωση των ιόντων καλίου μέσα στη μεμβράνη των νευρικών κυττάρων είναι υψηλή. Το δυναμικό σε αυτό το στάδιο είναι γνωστό ως δυναμικό ηρεμίας μεμβράνης. Η εκπόλωση και η υπερπόλωση είναι δύο παραλλαγές του δυναμικού ηρεμίας της μεμβράνης. Η κύρια διαφορά μεταξύ εκπόλωσης και υπερπόλωσης είναι ότι η αποπόλωση αναφέρεται σε μείωση του δυναμικού ηρεμίας της μεμβράνης ενώ η υπερπόλωση αναφέρεται σε αύξηση του δυναμικού ηρεμίας της μεμβράνης .
Βασικές περιοχές που καλύπτονται
1. Τι είναι η Αποπόλωση
– Ορισμός, Εμφάνιση, Ρόλος
2. Τι είναι η Υπερπόλωση
– Ορισμός, Εμφάνιση, Ρόλος
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της εκπόλωσης και της υπερπόλωσης
– Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της εκπόλωσης και της υπερπόλωσης
– Σύγκριση βασικών διαφορών
Βασικοί όροι:Δυνατότητα δράσης, Αποπόλωση, Υπερπόλωση, Δυνατότητα ηρεμίας μεμβράνης, Ιόντα νατρίου, Κατώφλι
Τι είναι η αποπόλωση
Η αποπόλωση αναφέρεται στην απώλεια πόλωσης που προκαλείται από την αλλαγή στη διαπερατότητα των ιόντων νατρίου. Αυτό οδηγεί στη μετανάστευση ιόντων νατρίου στο εσωτερικό ενός νευρικού κυττάρου ή ενός μυϊκού κυττάρου. Το δυναμικό όταν ένας νευρώνας βρίσκεται σε ηρεμία είναι γνωστό ως δυναμικό ηρεμίας. Το δυναμικό ηρεμίας της μεμβράνης είναι -70 mV. Ωστόσο, όταν ένα σήμα μεταδίδεται μέσω ενός νευρώνα, δημιουργείται ένα δυναμικό δράσης από ένα ρεύμα εκπόλωσης. Το ρεύμα εκπόλωσης δημιουργείται από το άνοιγμα διαύλων ιόντων νατρίου. Τα ιόντα νατρίου μεταναστεύουν μέσα στο κύτταρο από το εξωτερικό. Όταν το δυναμικό της μεμβράνης φτάσει τα -55 mV, δημιουργείται το δυναμικό δράσης. Το -55 mV ονομάζεται κατώφλι. Το δυναμικό της μεμβράνης στο δυναμικό δράσης είναι +30 mV. Η αλλαγή στο δυναμικό της μεμβράνης κατά την εκπόλωση φαίνεται στο σχήμα 1 .
Εικόνα 1:Εκπόλωση
Δεδομένου ότι το δυναμικό δράσης είναι μια σταθερή τιμή, το δυναμικό αποπόλωσης είναι επίσης μια σταθερή τιμή. Τα δυναμικά της μεμβράνης που είναι μικρότερα από τα δυναμικά εκπόλωσης ονομάζονται διαβαθμισμένα δυναμικά. Τα διαβαθμισμένα δυναμικά φθείρονται κατά τη μετάδοση, ενώ τα δυναμικά δράσης δεν χάνουν τη δύναμή τους κατά τη μετάδοση.
Τι είναι η Υπερπόλωση
Η υπερπόλωση αναφέρεται σε μια αύξηση της ποσότητας του ηλεκτρικού φορτίου, καθιστώντας το δυναμικό ηρεμίας της μεμβράνης πιο αρνητικό. Η υπερπόλωση είναι το αντίθετο της εκπόλωσης. Δεδομένου ότι αυξάνει το αρνητικό φορτίο έξω από τη μεμβράνη, η έναρξη ενός δυναμικού δράσης αποτρέπεται από την υπερπόλωση. Η υπερπόλωση συμβαίνει λόγω του ανοίγματος των ιόντων καλίου. Τα ιόντα καλίου μεταναστεύουν έξω από το κύτταρο ενώ τα ιόντα χλωρίου μεταναστεύουν μέσα στο κύτταρο. Η κίνηση των ιόντων κατά το δυναμικό ηρεμίας, η εκπόλωση και η υπερπόλωση φαίνονται στο σχήμα 2 .
Εικόνα 2:Μετακίνηση ιόντων κατά τη διάρκεια του δυναμικού ηρεμίας, εκπόλωσης και υπερπόλωσης
Τα νευρικά κύτταρα εισέρχονται σε κατάσταση υπερπόλωσης μετά από ένα δυναμικό δράσης. Η ανθεκτική περίοδος είναι ο χρόνος μεταξύ δύο δυνατοτήτων δράσης. Η υπερπόλωση είναι ένα από τα γεγονότα που συμβαίνουν στην ανθεκτική περίοδο.
Ομοιότητες μεταξύ Depolarization και Hyperpolarization
- Τόσο η εκπόλωση όσο και η υπερπόλωση είναι δύο αλλαγές του δυναμικού ηρεμίας της μεμβράνης.
- Τόσο η εκπόλωση όσο και η υπερπόλωση προκαλούνται από το άνοιγμα των διαύλων ιόντων.
Διαφορά μεταξύ Αποπόλωσης και Υπερπόλωσης
Ορισμός
Αποπόλωση: Η εκπόλωση αναφέρεται στην απώλεια της πόλωσης, η οποία προκαλείται από την αλλαγή της διαπερατότητας των ιόντων νατρίου στο εσωτερικό ενός νευρικού κυττάρου ή ενός μυϊκού κυττάρου.
Υπερπόλωση: Η υπερπόλωση αναφέρεται σε μια αύξηση της ποσότητας του ηλεκτρικού φορτίου, καθιστώντας το δυναμικό ηρεμίας της μεμβράνης πιο αρνητικό.
Διαφορά χρέωσης
Αποπόλωση: Η εκπόλωση κάνει το εξωτερικό της κυτταρικής μεμβράνης αρνητικά φορτισμένο και το εσωτερικό της μεμβράνης θετικά φορτισμένο.
Υπερπόλωση: Η υπερπόλωση κάνει το εσωτερικό της κυτταρικής μεμβράνης πιο αρνητικά φορτισμένο και το εξωτερικό της μεμβράνης πιο θετικά φορτισμένο σε σύγκριση με το δυναμικό ηρεμίας της μεμβράνης.
Δυνατότητα μεμβράνης
Αποπόλωση: Η εκπόλωση μειώνει το δυναμικό της μεμβράνης.
Υπερπόλωση: Η υπερπόλωση αυξάνει το δυναμικό της μεμβράνης.
Κανάλια ιόντων
Αποπόλωση: Η εκπόλωση προκαλείται από το άνοιγμα των διαύλων ιόντων νατρίου.
Υπερπόλωση: Η υπερπόλωση προκαλείται από το κλείσιμο των καναλιών νατρίου και το άνοιγμα των διαύλων νατρίου.
Δυνατότητα δράσης
Αποπόλωση: Η αποπόλωση προκαλεί πυροδότηση ενός δυναμικού δράσης.
Υπερπόλωση: Η υπερπόλωση αποτρέπει την πυροδότηση ενός δυναμικού δράσης.
Συμπέρασμα
Η αποπόλωση και η υπερπόλωση είναι δύο τύποι δυναμικών μεμβράνης που εμφανίζονται στην κυτταρική μεμβράνη των νευρικών κυττάρων. Η εκπόλωση είναι μια μείωση του δυναμικού της μεμβράνης, η οποία δημιουργεί ένα δυναμικό δράσης. Η υπερπόλωση είναι μια αύξηση του δυναμικού της μεμβράνης, η οποία εμποδίζει τη δημιουργία δυναμικού δράσης. Η κύρια διαφορά μεταξύ της εκπόλωσης και της υπερπόλωσης είναι η αλλαγή στο δυναμικό της μεμβράνης σε κάθε τύπο δυναμικών μεμβράνης.
Αναφορά:
1. «Δυνατότητες δράσης». Δυνατότητες Δράσης, Διαθέσιμες εδώ.
2."Υπερπόλωση:Τελευταία Φάση του Δυναμικού Δράσης". Interactive Biology, with Leslie Samuel, 9 Ιανουαρίου 2016, Διαθέσιμο εδώ.
Εικόνα Ευγενική προσφορά:
1. "1221 Action Potential" από το OpenStax – (CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia
2. «Δραστηριότητα καναλιού ιόντων πριν και μετά την πόλωση» Από Robert Bear και David Rintoul – (CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia
