Osztályozott potenciál vs cselekvési lehetőség
Minden testsejt membránpotenciált mutat, nagyrészt a nátrium-, klorid- és káliumionok egyenetlen eloszlása miatt, valamint a plazmamembrán ezen ionokhoz viszonyított permeabilitási különbsége miatt. Ez a membránpotenciál pozitív és negatív töltéseket eredményez a membránon keresztül. A neuronok és az izomsejtek kétféle speciális sejt, amelyek a membránpotenciál speciális felhasználását fejlesztették ki. Membránpotenciáljukban átmeneti, gyors ingadozások eshetnek át az ingerek hatására. Ezek a változások végül elektromos jeleket eredményeznek. A neuronok ezeket a jeleket üzenetek fogadására, feldolgozására, kezdeményezésére és továbbítására használják, míg az izomsejtek összehúzódások indítására használják őket. Az elektromos jeleknek két alapvető formája van, amelyeket a neuronok használnak az üzenetek továbbítására: a fokozatos potenciál és az akciós potenciál.
Osztályozott lehetőségek
A fokozatos potenciál a membránpotenciál egy kis átmeneti változása, amely különböző fokozatokban vagy nagyságrendű vagy erősségű. A fokozatos potenciálokat a „kapuzott ioncsatornáknak” nevezett csatornafehérjék egy osztályának aktiválása okozza, és akár szenzoros, akár motoros idegekben keletkezhetnek, és beindítják a transzmissziós folyamatot. A kapuzott ioncsatorna szelektíven csak bizonyos ionok diffundálását teszi lehetővé rajta. Amikor lehetővé teszi a diffundálást, akkor nyitott, ha pedig nem, akkor zárva van. Ezért a kapuzott ioncsatorna úgy viselkedik, mint egy nyitható vagy zárható ajtó.
A reagáló ioncsatornák mennyisége az inger erősségétől függően változik; így egy erős inger hatására több ioncsatorna nyílik meg. Ha több ioncsatorna nyílik meg, több ion fog diffundálni a plazmamembránon keresztül, ami nagyobb változást okoz a membránpotenciálban.
Akciólehetőségek
Az akciós potenciálok rövid, gyors, nagy változások a membránpotenciálban, és az ingerlékeny sejtekben (ideg- és izomszövetekben) keletkeznek, amikor a nyugalmi potenciál megváltozik. Egyetlen akciós potenciál a teljes gerjeszthető sejtmembránnak csak egy kis részét érinti, és a sejtmembrán többi részében a jel erősségének csökkenése nélkül terjed.
Akciós potenciál alatt a membránpotenciál átmenetileg megfordul. Amikor a depolarizáció eléri a küszöbpotenciált, akciós potenciált eredményez. Az akciós potenciált az ioncsatornák egy osztálya, az úgynevezett feszültségfüggő ioncsatornák okozzák. Ezek az ioncsatornák mind az idegsejtekben, mind az izomsejtekben megtalálhatók. A neuronokban két különböző feszültségű ioncsatornát használnak akciós potenciál létrehozására, nevezetesen a feszültségfüggő Na+ csatornákat és a feszültségfüggő K+ csatornák. Ezek a csatornák a membránpotenciál változásaira kinyílnak és bezáródnak, és szabályozzák az ionok áramlását azáltal, hogy szelektíven engedik áthaladni őket.
Mi a különbség a fokozatos potenciál és a cselekvési potenciál között?
• Az akciós potenciálok nagy távolságú jelként, míg a fokozatos potenciálok rövidtávú jelként szolgálnak.
• A fokozatos potenciálok a membránpotenciál kis változásai, amelyek erősíthetik vagy tagadhatják egymást. Ezzel szemben az akciós potenciálok a membránpotenciál nagy (100 mV) változásai, amelyek hűséges távolsági jelként szolgálhatnak.
• A kapuzott ioncsatornák aktiválása okozza a fokozatos potenciált, míg a feszültségfüggő ioncsatornák aktiválása az akciós potenciált.
• Na+, Cl– vagy Ca2+ nettó mozgása a plazmamembrán fokozatos potenciált termel. A Na+ szekvenciális mozgása a cellába és K+ feszültségfüggő csatornákon keresztül akciós potenciált generál.
• A fokozatos potenciál időtartama a kiváltó esemény vagy az inger időtartamától függően változik, míg az akciós potenciál időtartama állandó.
• Az akciós potenciál a membrán azon tartományaiban lép fel, ahol sok a feszültségfüggő csatorna, míg a fokozatos potenciál a membrán azon tartományaiban lép fel, amelyeket úgy terveztek, hogy reagáljanak a kiváltó eseményre.
