Hinnatud potentsiaal vs tegevuspotentsiaal
Kõigil keharakkudel on membraanipotentsiaal, mis on peamiselt tingitud naatriumi-, kloriidi- ja kaaliumioonide ebaühtlasest jaotusest ning ka plasmamembraani läbilaskvuse erinevusest nende ioonide suhtes. Selle membraanipotentsiaali tagajärjel tekivad membraanis positiivsed ja negatiivsed laengud. Neuronid ja lihasrakud on kahte tüüpi spetsiaalsed rakud, mis on membraanipotentsiaali jaoks spetsiaalselt välja töötanud. Stiimulite tõttu võivad nad oma membraanipotentsiaalides läbida mööduvaid kiireid kõikumisi. Nende muudatuste tulemuseks on lõpuks elektrisignaalid. Neuronid kasutavad neid signaale sõnumite vastuvõtmiseks, töötlemiseks, algatamiseks ja edastamiseks, samas kui lihasrakud kasutavad neid kontraktsioonide algatamiseks. Elektrisignaalidel on kaks põhivormi, mida neuronid kasutavad sõnumite edastamiseks, nimelt gradueeritud potentsiaal ja potentsiaal.
Hinnatud potentsiaalid
Hinne potentsiaal on membraani potentsiaali väike mööduv muutus, mis toimub erineva astme või suuruse või tugevusastmega. Hinnatud potentsiaalid on põhjustatud kanalivalkude klassi, mida nimetatakse „väravatega ioonkanaliteks“, aktiveerimisest ning need võivad tekkida nii sensoorsetes kui ka motoorsetes närvides ja alustada läbilaskvuse protsessi. Väravaga ioonkanal lubab selektiivselt läbi selle difundeeruda ainult teatud ioonidel. Kui see võimaldab hajutamist, on see avatud ja kui see ei võimalda, on see suletud. Seetõttu käitub väravaga ioonkanal nagu uks, mida saab avada või sulgeda.
Reageerivate ioonikanalite hulk varieerub sõltuvalt stiimuli tugevusest; seega põhjustab tugev stiimul rohkem ioonkanaleid avaneda. Kui avaneb rohkem ioonikanaleid, difundeerub plasmamembraanis rohkem ioone, põhjustades membraani potentsiaalis suuremat muutust.
Tegevuspotentsiaalid
Aktiivsed potentsiaalid on lühikesed, kiired, suured membraanipotentsiaali muutused ja tekivad puhkepotentsiaali muutumisel ergastatavates rakkudes (närv ja lihas). Üksik potentsiaal hõlmab ainult väikest osa kogu erutatavast rakumembraanist ja levib kogu ülejäänud rakumembraani signaali tugevuse vähenemiseta.
Tegevuspotentsiaali ajal pöördub membraanipotentsiaal ajutiselt ümber. Kui depolarisatsioon jõuab lävepotentsiaalini, toob see kaasa tegevuspotentsiaali. Tegevuspotentsiaali põhjustab ioonkanalite klass, mida nimetatakse pingega suunatud ioonkanaliteks. Neid ioonkanaleid leidub nii neuronites kui ka lihasrakkudes. Neuronites kasutatakse tegevuspotentsiaali loomiseks kahte erinevat pinge ioonikanalit, nimelt pingega seotud Na + ja pingega seotud K + kanaleid. Need kanalid avanevad ja sulguvad vastusena membraanipotentsiaali muutustele ning kontrollivad ioonide voogu, võimaldades selektiivselt neil üle nende liikuda.
Mis vahe on hinnatud potentsiaalil ja tegevuspotentsiaalil?
• Tegevuspotentsiaalid toimivad kaugsignaalidena, samas kui astmelised potentsiaalid toimivad lühikese signaalina.
• Hinnatud potentsiaalid on membraanipotentsiaali väikesed muutused, mis võivad üksteist tugevdada või eitada. Seevastu toimepotentsiaalid on suured (100 mV) membraanipotentsiaali muutused, mis võivad toimida ustavate kaugsignaalidena.
• Piiratud ioonikanalite aktiveerimine põhjustab astmelise potentsiaali, samas kui pingega seotud ioonkanalite aktiveerimine põhjustab toimepotentsiaali.
• Na +, Cl - või Ca 2+ netoliikumine plasmamembraanis tekitab hinnangulise potentsiaali. Na + järjestikune liikumine lahtrisse ja K + sealt väljapoole pinge kaudu avanevaid kanaleid tekitab tegevuspotentsiaali.
• Hinnatud potentsiaali kestus varieerub sõltuvalt käivitava sündmuse või stiimuli kestusest, samal ajal kui tegevuspotentsiaali kestus on konstantne.
• Tegevuspotentsiaal tekib membraani piirkondades, kus on palju pingega seotud kanaleid, samal ajal kui gradueeritud potentsiaal tekib membraani piirkondades, mis on mõeldud reageerima vallandavale sündmusele.
