Klíčový rozdíl – klidový potenciál oproti akčnímu potenciálu
Neuron je považován za strukturální jednotku nervového systému. Zahrnuje přenos různých nervových podnětů během komunikace mezi buňkami. Neurony vysílají zprávy elektrochemicky se zapojením různých iontů. Jinými slovy, elektricky nabité chemikálie, které jsou ionty, způsobují signály. Nejdůležitější ionty jsou sodík, draslík, vápník a chlorid. Pohyb těchto iontů přes membránu, která obklopuje nervové buňky, způsobuje dva typy potenciálů (napěťové rozdíly); klidový potenciál a akční potenciál. Klidový potenciál nastává, když je neuron v klidu a nedochází k přenosu impulsů. Klidový potenciál lze definovat jako rozdíl v napětí mezi vnitřkem a vnějškem neuronu, když je neuron v klidu. Akční potenciál nastává, když jsou signály přenášeny podél axonu neuronu. Akční potenciál lze tedy definovat jako změnu elektrického potenciálu, když k přenosu signálu dochází přes axony. Membránový potenciál neuronu (konkrétně axonu) kolísá s rychlými vzestupy a poklesy. Toto je klíčový rozdíl mezi klidovým potenciálem a akčním potenciálem.
Co je to klidový potenciál?
Klidový potenciál je jev, který se vyskytuje uvnitř neuronu, když je v klidu. Jednoduše řečeno, klidový potenciál nastává, když se neuron nezapojuje do vysílání žádných nervových impulsů nebo signálů. Takové stavy se označují jako klidový potenciál, kdy je neuron v „klidu“. Během tohoto stavu obsahuje membrána neuronu rozdíl v nábojích. Vnitřní oblast membrány je záporněji nabitá ve srovnání s nábojem vnější oblasti membrány. Takové rozdíly v nábojích jsou normálně vyváženy v důsledku výměny různých iontů přes membránu v obou směrech; dovnitř nebo ven.
Během klidového potenciálu však nedochází k vyrovnávání nábojů, protože iontové kanály, které jsou přítomny v membráně, neumožňují průchod určitých iontů. Umožňuje průchod pouze K+ (draselné ionty) a brání pohybu iontů Cl– iontů (chlorid) a Na + iontů (sodíku). Membrána také inhibuje průchod proteinových molekul, které jsou negativně nabité a přítomné uvnitř neuronu. Tyto iontové kanály se označují jako selektivní iontové kanály.
Kromě těchto kanálů existuje iontová pumpa, která zahrnuje výměnu iontů Na+ a iontů K+ přes membránu. Toto čerpadlo pracuje s využitím energie. Když to funguje, umožňuje výměnu dvou iontů K+ do neuronu a tří iontů Na+ z neuronu najednou. Toto čerpadlo je označováno jako kationaktivní čerpadlo. Během klidového potenciálu je více iontů K+ přítomno uvnitř neuronu a více iontů Na+ je přítomno mimo neuron.
Obrázek 01: Odpočinkový potenciál
Napětí klidového potenciálu (rozdíl napětí mezi vnějškem a vnitřkem neuronu) se měří, jakmile jsou všechny nábojové síly konečně vyrovnány. Za normálních podmínek je klidový potenciál neuronu -70 mV.
Co je akční potenciál?
Akční potenciál se vyskytuje v neuronu, když neuron přenáší impulsy. Během tohoto přenosu signálu membránový potenciál (rozdíl elektrického potenciálu mezi vnějškem a vnitřkem buňky) neuronu (konkrétně axonu) kolísá s rychlými vzestupy a poklesy. Akční potenciály se nevyskytují pouze v neuronech. Vyskytuje se v různých dalších vzrušivých buňkách, jako jsou svalové buňky, endokrinní buňky a také v některých rostlinných buňkách. Během akčního potenciálu probíhá nervový přenos vzruchů podél axonu neuronu až k synaptickým knoflíkům, umístěným na konci axonu. Primární úlohou akčního potenciálu je usnadnit komunikaci mezi buňkami.
Akční potenciál je normálně generován depolarizačním proudem. V důsledku otevření K+ iontových kanálů na delší dobu způsobí, že napětí akčního potenciálu překročí -70 mV. Ale když se iontové kanály Na+ uzavřou, tato hodnota se vrátí zpět na -70 mV. Tyto stavy jsou známé jako hyperpolarizace a repolarizace.
Akční potenciál je normálně generován depolarizačním proudem. Jinými slovy, stimul, který generuje akční potenciál, způsobí snížení klidového potenciálu neuronu až na 0 mV a dále až na hodnotu -55 mV. Tato hodnota se označuje jako prahová hodnota. Pokud neuron nedosáhne prahové hodnoty, nebude generován akční potenciál. Podobně jako u klidových potenciálů se akční potenciály vyskytují v důsledku křížení různých iontů přes membránu neuronu. Zpočátku se v reakci na podnět otevřou iontové kanály Na+. Bylo zmíněno, že během klidového potenciálu je vnitřek neuronu více negativně nabitý a obsahuje více Na+ iontů vně. V důsledku otevření iontových kanálů Na+ během akčního potenciálu vnikne do neuronu přes membránu více iontů Na+. Díky kladnému náboji sodíkových iontů se membrána stává kladněji nabitá a depolarizovaná.
Obrázek 02: Akční potenciál
Tato depolarizace je obrácena otevřením K+ iontových kanálů, které přesunou větší počet K+ iontů ven z neuronu. Jakmile se iontové kanály K+ otevřou, iontové kanály Na+ se uzavřou. V důsledku otevření K+ iontových kanálů na delší dobu způsobí, že napětí akčního potenciálu překročí -70 mV. Tento stav je známý jako hyperpolarizace. Ale když se iontové kanály Na+ uzavřou, tato hodnota se vrátí zpět na -70 mV. Toto je známé jako repolarizace.
Jaká je podobnost mezi klidovým potenciálem a akčním potenciálem?
Klidový potenciál a akční potenciál vznikají v důsledku pohybu různých iontů přes membránu neuronu
Jaký je rozdíl mezi klidovým potenciálem a akčním potenciálem?
Klidový potenciál versus akční potenciál |
|
| Klidový potenciál je rozdíl napětí na membráně neuronu, když nevysílá signály. | Akční potenciál je rozdíl napětí na membráně neuronu, když přenáší signály podél axonů. |
| Výskyt | |
| Klidový potenciál nastává, když neuron nevysílá žádné nervové impulsy nebo signály. | Akční potenciál vzniká, když se signály vysílají podél neuronů. |
| Napětí | |
| -70 mV je klidový potenciál. | +40mV je akční potenciál. |
| Ionty | |
| Více Na+ iontů a méně K+ iontů mimo neurony, když se objeví klidový potenciál. | Více Na+ a méně K+ iontů uvnitř neuronu, když se objeví akční potenciál. |
Shrnutí – klidový potenciál vs akční potenciál
Klidový potenciál nastává, když neuron nevysílá žádné nervové impulsy nebo signály. Vnitřní oblast membrány je záporněji nabitá ve srovnání s nábojem vnější oblasti membrány. Během klidového potenciálu je více iontů K+ přítomno uvnitř neuronu a více iontů Na+ je přítomno mimo neuron. Za normálních podmínek je klidový potenciál neuronu -70 mV. Akční potenciál je membránový potenciál, kdy k přenosu signálu dochází podél axonu. Akční potenciál je normálně generován díky depolarizačnímu proudu. V důsledku otevření K+ iontových kanálů na delší dobu způsobí, že napětí akčního potenciálu překročí -70 mV. Ale když se iontové kanály Na+ uzavřou, tato hodnota se vrátí zpět na -70 mV. Tyto stavy jsou známé jako hyperpolarizace a repolarizace. To je rozdíl mezi klidovým potenciálem a akčním potenciálem.
Stáhněte si PDF verzi klidového potenciálu vs akčního potenciálu
Verzi tohoto článku si můžete stáhnout ve formátu PDF a použít ji pro offline účely podle citace. Stáhněte si prosím PDF verzi zde: Rozdíl mezi klidovým potenciálem a akčním potenciálem
