Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του δυναμικού ηρεμίας και του δυναμικού δράσης

Η κύρια διαφορά μεταξύ του δυναμικού ηρεμίας και του δυναμικού δράσης είναι ότι δυναμικό ηρεμίας είναι η τάση ηρεμίας ή το δυναμικό μεμβράνης ενός μη διεγερμένου νευρικού κυττάρου σε ηρεμία, ενώ το δυναμικό δράσης είναι το δυναμικό μεμβράνης ενός διεγερμένου νευρικού κυττάρου κατά τη μετάδοση ενός νευρικού παλμού . Επιπλέον, το δυναμικό ηρεμίας είναι -70 mV ενώ το δυναμικό δράσης είναι +40 mV.

Το δυναμικό ηρεμίας και το δυναμικό δράσης είναι δύο τύποι δυναμικών μεμβράνης που εμφανίζονται στη μεμβράνη του άξονα των νευρικών κυττάρων. Το δυναμικό ηρεμίας είναι σχετικά στατικό ενώ το δυναμικό δράσης είναι μια ταχεία άνοδος και πτώση όταν εξετάζεται μια συγκεκριμένη θέση στη μεμβράνη.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται 

1. Ποιο είναι το δυναμικό ανάπαυσης
     – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Σημασία
2. Τι είναι το δυναμικό δράσης
     – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Σημασία
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ ανάπαυσης και δυνατότητας δράσης
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ανάπαυσης και δυνατότητας δράσης
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι 

Δυνατότητα δράσης, αποπόλωση, υπερπόλωση, κανάλια καλίου, δυναμικό ηρεμίας, κανάλια νατρίου

Τι είναι το δυναμικό ανάπαυσης 

Το δυναμικό ηρεμίας είναι το δυναμικό της μεμβράνης ενός διεγέρσιμου κυττάρου, κυρίως ενός νευρώνα σε ηρεμία. Γενικά, οι νευρώνες έχουν αρνητικό εσωτερικό λόγω της διαφορικής κατανομής των ιόντων εντός και εκτός της κυτταρικής μεμβράνης. Βασικά, το εσωτερικό της κυτταρικής μεμβράνης είναι -70 mV σε σύγκριση με το εξωτερικό. Εδώ, η συγκέντρωση ιόντων νατρίου είναι υψηλή έξω, η οποία είναι 145 mM. Επιπλέον, η εξωκυτταρική συγκέντρωση των ιόντων χλωρίου είναι υψηλή, η οποία είναι 120 mM. Από την άλλη πλευρά, η ενδοκυτταρική συγκέντρωση καλίου (155 mM) και η ενδοκυτταρική συγκέντρωση οργανικών ιόντων  (100 mM) είναι επίσης υψηλές.

Εικόνα 1:Δυνατότητα μεμβράνης

Επιπλέον, στο δυναμικό ηρεμίας, και τα δύο κανάλια ιόντων καλίου με κλειστή τάση και κλειστά κανάλια ιόντων καλίου είναι κλειστά. Όμως, ο μεταφορέας νατρίου/καλίου αντλεί πάντα ιόντα καλίου στο κύτταρο και ιόντα νατρίου έξω από το κύτταρο για να διατηρήσει το δυναμικό ηρεμίας. Επομένως, το δυναμικό ηρεμίας είναι σχετικά στατική τιμή.

Τι είναι το δυναμικό ενέργειας 

Το δυναμικό δράσης είναι το δυναμικό της μεμβράνης ενός διεγέρσιμου κυττάρου κατά τη μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων. Ωστόσο, το κύριο χαρακτηριστικό γνώρισμα του δυναμικού δράσης είναι ότι εμφανίζεται μόνο τοπικά στην κυτταρική μεμβράνη και παραμένει για μικρό χρονικό διάστημα. Γενικά, ένα δυναμικό δράσης ενεργοποιείται όταν το δυναμικό της μεμβράνης μπορεί να φτάσει στο κατώφλι, το οποίο είναι -55 mV. Μετά από αυτό, η κυτταρική μεμβράνη υφίσταται αποπόλωση, αυξάνοντας το δυναμικό της μεμβράνης έως +40 mV.

Εικόνα 2:Διάδοση ενός δυναμικού δράσης

Επιπλέον, η αποπόλωση συμβαίνει μέσω μιας ταχείας εισροής νατρίου. Σε απόκριση στο κατώφλι, όλα τα κανάλια νατρίου ανοίγουν και επιτρέπουν την κίνηση των ιόντων νατρίου μέσα στην κυτταρική μεμβράνη. Ωστόσο, στην κορυφή, τα ιόντα νατρίου κλείνουν ενώ ανοίγουν τα ιόντα καλίου. Αυτό, με τη σειρά του, επιτρέπει την κίνηση των ιόντων καλίου έξω από την κυτταρική μεμβράνη. Και, αυτή η διαδικασία εκπόλωσης είναι γνωστή ως υπερπόλωση.

Similarities Between Resting and Action Potential 

• Η ανάπαυση και το δυναμικό δράσης είναι δύο τύποι δυναμικά μεμβράνης που εμφανίζονται στον άξονα ενός νευρώνα.
• Και τα δύο είναι σημαντικά για τη μετάδοση του νεύρου παρορμήσεις.
• Διατηρούνται μέσω της ρύθμισης των ιόντων κίνηση κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης.

Διαφορά μεταξύ ανάπαυσης και δυναμικού δράσης 

Ορισμός 

Το δυναμικό ηρεμίας αναφέρεται στο ηλεκτρικό δυναμικό ενός νευρώνα ή άλλου διεγέρσιμου κυττάρου σε σχέση με το περιβάλλον του όταν δεν διεγείρεται ή δεν εμπλέκεται στη διέλευση μιας ώθησης, ενώ το δυναμικό δράσης αναφέρεται στο αλλαγή στο ηλεκτρικό δυναμικό που σχετίζεται με τη διέλευση μιας ώθησης κατά μήκος της μεμβράνης ενός μυϊκού κυττάρου ή ενός νευρικού κυττάρου. Έτσι, αυτό εξηγεί την κύρια διαφορά μεταξύ ανάπαυσης και δυνατότητας δράσης.

Σημασία 

Το δυναμικό ηρεμίας είναι το δυναμικό μεμβράνης ενός νευρώνα σε ηρεμία, ενώ το δυναμικό δράσης είναι το δυναμικό μεμβράνης ενός διεγερμένου νευρώνα.

Τιμή 

Ενώ το δυναμικό ηρεμίας είναι -70 mV, το δυναμικό δράσης είναι +40 mV.

Φύση 

Επιπλέον, το δυναμικό ηρεμίας είναι σχετικά στατικό, ενώ το δυναμικό δράσης είναι μια ταχεία άνοδος και πτώση όταν εξετάζεται μια συγκεκριμένη θέση στη μεμβράνη.

Κανάλια ιόντων με πύλη τάσης 

Τόσο οι δίαυλοι ιόντων καλίου με πύλη τάσης όσο και τα κανάλια ιόντων καλίου με πύλη τάσης είναι κλειστά στο δυναμικό ηρεμίας, ενώ τα κανάλια νατρίου με πύλη τάσης ανοίγουν και τα κανάλια καλίου με πύλη τάσης κλείνουν στο το δυναμικό δράσης.

Κίνηση ιόντων 

Σε δυναμικό ηρεμίας, εμφανίζεται υψηλή συγκέντρωση ιόντων νατρίου στο εξωτερικό και υψηλή συγκέντρωση ιόντων καλίου στο εσωτερικό, ενώ, στο δυναμικό δράσης, μια τεράστια εισροή ιόντων νατρίου εμφανίζεται στο εσωτερικό. Ως εκ τούτου, αυτή είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ ανάπαυσης και δυνατότητας δράσης.

Σημασία 

Το δυναμικό ηρεμίας δεν επιτρέπει τη μετάδοση νευρικών ερεθισμάτων σε ηρεμία, ενώ το δυναμικό δράσης επιτρέπει τη μετάδοση νευρικών παλμών μέσω της μεμβράνης.

Ακολουθείται από 

Επιπλέον, το δυναμικό ηρεμίας μπορεί να ακολουθείται είτε από ένα δυναμικό δράσης είτε από διαβαθμισμένα δυναμικά, ενώ το δυναμικό δράσης ακολουθείται από υπερπόλωση της μεμβράνης.

Συμπέρασμα 

Το δυναμικό ηρεμίας είναι το δυναμικό της μεμβράνης των νευρώνων σε ηρεμία. Γενικά, είναι -70 mV. Επιπλέον, μια υψηλή συγκέντρωση ιόντων νατρίου εμφανίζεται έξω από τη μεμβράνη ενώ μια υψηλή συγκέντρωση ιόντων καλίου εμφανίζεται στο εσωτερικό της μεμβράνης στο δυναμικό ηρεμίας. Από την άλλη πλευρά, το δυναμικό δράσης είναι το δυναμικό της μεμβράνης των νευρώνων κατά τη μετάδοση μιας νευρικής ώθησης. Γενικά, είναι +40 mV. Παράγεται από υψηλή εισροή ιόντων νατρίου. Ωστόσο, το δυναμικό δράσης απλώς ανεβαίνει και πέφτει, αλλά δεν παραμένει στη μεμβράνη ως δυναμικό ηρεμίας. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ του δυναμικού ηρεμίας και του δυναμικού δράσης είναι η τιμή του δυναμικού της μεμβράνης και η σημασία τους.