Hindeline potentsiaal vs tegevuspotentsiaal
Kõigil keharakkudel on membraanipotentsiaal, mis on suuresti tingitud naatriumi-, kloriidi- ja kaaliumiioonide ebaühtlasest jaotumisest ning ka plasmamembraani nende ioonide läbilaskvuse erinevusest. See membraanipotentsiaal põhjustab positiivseid ja negatiivseid laenguid läbi membraani. Neuronid ja lihasrakud on kahte tüüpi spetsiaalsed rakud, mis on membraanipotentsiaali jaoks spetsiaalselt välja töötanud. Nende membraanipotentsiaal võib stiimulite mõjul muutuda lühiajaliselt ja kiiresti. Nende muutuste tulemuseks on lõpuks elektrilised signaalid. Neuronid kasutavad neid signaale sõnumite vastuvõtmiseks, töötlemiseks, algatamiseks ja edastamiseks, samal ajal kui lihasrakud kasutavad neid kontraktsioonide algatamiseks. Elektrilistel signaalidel on kaks põhivormi, mida neuronid kasutavad sõnumite edastamiseks, nimelt astmeline potentsiaal ja aktsioonipotentsiaal.
Hindelised potentsiaalid
Astmeline potentsiaal on väike mööduv muutus membraanipotentsiaalis, mis esineb erineva astme või tugevuse või tugevusastmega. Astmelised potentsiaalid on põhjustatud kanalivalkude klassi aktiveerimisest, mida nimetatakse "väravatud ioonikanaliteks" ja need võivad tekkida kas sensoorsetes või motoorsetes närvides ja alustada läbilaskeprotsessi. Piiratud ioonikanal võimaldab valikuliselt ainult teatud ioonidel sellest läbi difundeeruda. Kui see võimaldab hajutada, on see avatud ja kui see ei võimalda, on see suletud. Seetõttu käitub suletud ioonkanal nagu uks, mida saab avada või sulgeda.
Reageerivate ioonkanalite hulk varieerub sõltuv alt stiimuli tugevusest; seega põhjustab tugev stiimul rohkem ioonkanalite avanemist. Kui avaneb rohkem ioonikanaleid, difundeerub rohkem ioone läbi plasmamembraani, põhjustades suuremat muutust membraani potentsiaalis.
Tegevusvõimalused
Aktsioonipotentsiaalid on lühikesed, kiired, suured muutused membraanipotentsiaalis ja tekivad erutuvates rakkudes (närv ja lihas), kui puhkepotentsiaal muutub. Üksik aktsioonipotentsiaal hõlmab ainult väikest osa kogu ergastavast rakumembraanist ja levib kogu ülejäänud rakumembraanis ilma signaali tugevuse vähenemiseta.
Aktsioonipotentsiaali ajal muutub membraanipotentsiaal ajutiselt vastupidiseks. Kui depolarisatsioon saavutab lävipotentsiaali, põhjustab see aktsioonipotentsiaali. Aktsioonipotentsiaali põhjustab ioonkanalite klass, mida nimetatakse pingega seotud ioonkanaliteks. Neid ioonikanaleid leidub nii neuronites kui ka lihasrakkudes. Neuronites kasutatakse aktsioonipotentsiaali loomiseks kahte erinevat pingega ioonikanalit, nimelt pingepõhiseid Na+ kanaleid ja pingega seotud K+ kanalid. Need kanalid avanevad ja sulguvad vastusena membraanipotentsiaali muutustele ning kontrollivad ioonide voolu, võimaldades neil valikuliselt üle nende liikuda.
Mis vahe on hinnatud potentsiaalil ja tegevuspotentsiaalil?
• Aktiivpotentsiaalid toimivad kaugsignaalidena, astmelised potentsiaalid aga lühimaasignaalidena.
• Astmelised potentsiaalid on väikesed muutused membraanipotentsiaalis, mis võivad üksteist tugevdada või tühistada. Seevastu aktsioonipotentsiaalid on suured (100 mV) muutused membraani potentsiaalis, mis võivad toimida tõeliste kaugsignaalidena.
• Piiratud ioonikanalite aktiveerimine põhjustab astmelise potentsiaali, samas kui pingega seotud ioonikanalite aktiveerimine põhjustab aktsioonipotentsiaali.
• Na+, Cl– või Ca2+ netoliikumine plasmamembraan tekitab astmelise potentsiaali. Na+ järjestikune liikumine rakku sisse ja K+ pingepõhiste kanalite kaudu tekitab aktsioonipotentsiaali.
• Astmelise potentsiaali kestus varieerub sõltuv alt käivitava sündmuse või stiimuli kestusest, samas kui aktsioonipotentsiaali kestus on konstantne.
• Aktsioonipotentsiaal esineb membraani piirkondades, kus on arvuk alt pingepõhiseid kanaleid, samas kui astmeline potentsiaal esineb membraani piirkondades, mis on kavandatud reageerima vallandavale sündmusele.
