Põhiline erinevus aktsioonipotentsiaali ja sünaptilise potentsiaali vahel seisneb selles, et aktsioonipotentsiaal on elektriliste potentsiaalide erinevus ergastavate rakkude, näiteks neuronite, lihasrakkude ja endokriinsete rakkude jne plasmamembraanis, samas kui sünaptiline potentsiaal on postsünaptiline võimalik muutus neuronites.
Närvisüsteem edastab signaale erinevate kehaosade vahel ning koordineerib tegevusi ja sensoorset teavet. See koosneb keerulisest neuronite ja muude rakkude võrgustikust. Miljardid närvirakud suhtlevad üksteisega närviimpulsside kaudu. Neuronaalne aktsioonipotentsiaal ja sünaptiline potentsiaal on kaks elektrilist potentsiaali, mis aitavad kaasa närviimpulsside edastamisele mööda neuroneid. Need on olulised teabe töötlemiseks, levitamiseks ja edastamiseks.
Tegelikult on aktsioonipotentsiaalid neuronitevahelise suhtluse põhiüksused. Aktsioonipotentsiaal on elektripotentsiaali erinevus neuronite plasmamembraanil. Sünaptiline potentsiaal on postsünaptilise membraani elektriliste potentsiaalide erinevus. Aktsioonipotentsiaal tekib paljude sünaptiliste potentsiaalide liitmisel läbi neuroni membraani.
Mis on tegevuspotentsiaal?
Aktiivpotentsiaal tekib neuronis, kui see edastab elektrilisi impulsse. Selle signaali edastamise ajal kõigub neuroni (täpsem alt aksoni) membraanipotentsiaal (elektrilise potentsiaali erinevus raku välis- ja sisekülje vahel) kiirete tõusu- ja langustega. Aktsioonipotentsiaalid ei esine ainult neuronites. Seda esineb erinevates teistes erututavates rakkudes, nagu lihasrakud, endokriinsed rakud ja ka mõned taimerakud. Aktsioonipotentsiaali ajal toimub impulsside närviülekanne piki neuroni aksonit kuni aksoni lõpus asuvate sünaptiliste nuppudeni. Aktsioonipotentsiaali peamine roll on hõlbustada rakkudevahelist suhtlust.
Aktiivpotentsiaal tõuseb üldiselt -70 mV puhkepotentsiaali tasemelt umbes +50 mV-ni ja naaseb seejärel depolariseeriva voolu tõttu kiiresti uuesti puhketasemele. Teisisõnu põhjustab aktsioonipotentsiaali genereeriv stiimul neuroni puhkepotentsiaali vähenemist kuni 0 mV ja veelgi allapoole kuni väärtuseni -55 mV. Seda nimetatakse ergastuse läviväärtuseks. Kui neuron ei saavuta läviväärtust, siis aktsioonipotentsiaali ei genereerita.
Joonis 01: Tegevuspotentsiaal
Sarnaselt puhkepotentsiaalidele tekivad aktsioonipotentsiaalid erinevate ioonide ristumise tõttu läbi neuroni membraani. Esialgu avatakse vastuseks stiimulile Na+ ioonikanalid. Puhkepotentsiaali ajal on neuroni sisemus negatiivsem alt laetud ja sisaldab rohkem Na+ ioone väljaspool. Na+ ioonikanalite avanemise tõttu aktsioonipotentsiaali ajal tungib rohkem Na+ ioone läbi membraani neuronisse. Naatriumioonide + laengu tõttu laeb membraan positiivsem alt ja muutub depolariseerituks
Selle depolarisatsiooni pöörab ümber K+ ioonikanalite avanemine, mis viivad neuronist välja suurema arvu K+ ioone. Kui K+ ioonkanalid avanevad, sulguvad Na+ ioonkanalid. K+ ioonkanalite avanemine pikemaks ajaks põhjustab aktsioonipotentsiaali pinge üle -70 mV. Seda seisundit nimetatakse hüperpolarisatsiooniks. Kuid kui Na+ ioonkanalid sulguvad, viiakse see väärtus tagasi -70 mV-ni. Seda nimetatakse repolarisatsiooniks.
Mis on sünaptiline potentsiaal?
Sünaptiline potentsiaal on potentsiaalide erinevus postsünaptilise membraani vahel. See tekib neurotransmitterite toime tõttu. Seda võib määratleda ka kui postsünaptilise neuroni poolt vastuvõetud sissetulevat signaali. Neurotransmitterite ja postsünaptiliste retseptorite olemuse põhjal on kahte tüüpi sünaptilisi potentsiaale, mis on ergastavad ja inhibeerivad. Ergastav sünaptiline potentsiaal depolariseerib membraani, samas kui inhibeeriv sünaptiline potentsiaal hüperpolariseerib postsünaptilist membraani. Neurotransmitteritel, nagu glutamaat ja atsetüülkoliin, on enamasti ergastav postsünaptiline potentsiaal, samas kui neurotransmitterid, nagu gamma-aminovõihape (GABA) ja glütsiin, omavad inhibeerivat postsünaptilist potentsiaali. Sünaptiline potentsiaal sõltub neurotransmitterite vabanemisest presünaptilisest neuroni otsast.
Joonis 02: Sünaptiline potentsiaal
Sünaptilistel potentsiaalidel on väiksem amplituud. Seega on tegevuspotentsiaali käivitamiseks vaja palju sünaptilisi potentsiaale. Lisaks on neil aeglasem ajakulu ja neil ei ole tulekindlat perioodi. Erinev alt aktsioonipotentsiaalidest lagunevad sünaptilised potentsiaalid sünapsist eemaldudes kiiresti.
Millised on tegevuspotentsiaali ja sünaptilise potentsiaali sarnasused?
- Nuronite omavaheliseks suhtlemiseks ja närviimpulsside saatmiseks on vaja nii aktsioonipotentsiaali kui ka sünaptilist potentsiaali.
- Aktiivpotentsiaali genereerimiseks on vaja palju sünaptilisi potentsiaale.
- Aktsioonipotentsiaali esinemine sõltub neuroni membraani läbivast sünaptilisest potentsiaalist.
- Nii aktsioonipotentsiaal kui ka sünaptiline potentsiaal liiguvad või esinevad ühes suunas.
Mis vahe on tegevuspotentsiaalil ja sünaptilisel potentsiaalil?
Aktiivpotentsiaal on elektriliste potentsiaalide erinevus ergastavate rakkude (nt neuronid, lihasrakud ja mõned endokriinsed rakud) plasmamembraanis, samas kui sünaptiline potentsiaal on potentsiaalide erinevus neuroni postsünaptilises membraanis. Niisiis, see on peamine erinevus aktsioonipotentsiaali ja sünaptilise potentsiaali vahel.
Lisaks põhjustavad aktsioonipotentsiaalid alati membraani depolarisatsiooni, samas kui sünaptilised potentsiaalid võivad membraani depolariseerida või hüperpolariseerida. Lisaks on amplituud tegevuspotentsiaalis suur, samas kui sünaptilises potentsiaalis on see väike. Samuti on teine suur erinevus aktsioonipotentsiaali ja sünaptilise potentsiaali vahel nende tulekindlad perioodid; tulekindlad perioodid on seotud aktsioonipotentsiaalidega, kuid mitte sünaptiliste potentsiaalidega.
Allpool on kokkuvõte aktsioonipotentsiaali ja sünaptilise potentsiaali erinevusest tabeli kujul.
Kokkuvõte – tegevuspotentsiaal vs sünaptiline potentsiaal
Aktiivpotentsiaal on neuronite puhkemembraanipotentsiaali äkiline, kiire, mööduv ja leviv muutus. See tekib siis, kui neuron saadab piki aksonit närviimpulsse ja depolariseerib raku keha. Sünaptiline potentsiaal on potentsiaalide erinevus postsünaptilise membraani vahel. See sõltub neurotransmitterite vabanemisest presünaptilisest terminalist. Tegevuspotentsiaal esineb tegelikult sünaptiliste potentsiaalide liitmisena. Aktsioonipotentsiaal tekib teatud ioonide voolu tõttu neuronisse ja se alt välja, sünaptiline potentsiaal aga neurotransmitterite ja postsünaptiliste retseptorite tõttu. Seega võtab see kokku erinevuse aktsioonipotentsiaali ja sünaptilise potentsiaali vahel.
