Gradovani potencijal vs potencijal akcije
Sve tjelesne ćelije pokazuju membranski potencijal, uglavnom zbog neravnomjerne distribucije jona natrijuma, hlorida i kalijuma, kao i zbog razlike u permeabilnosti plazma membrane za ove jone. Ovaj membranski potencijal rezultira pozitivnim i negativnim nabojem preko membrane. Neuroni i mišićne ćelije su dvije vrste specijalnih ćelija koje su razvile posebnu upotrebu za membranski potencijal. Oni mogu proći kroz prolazne, brze fluktuacije u svojim membranskim potencijalima zbog podražaja. Ove promjene konačno rezultiraju električnim signalima. Neuroni koriste ove signale za primanje, obradu, iniciranje i prijenos poruka, dok ih mišićne stanice koriste za iniciranje kontrakcija. Postoje dva osnovna oblika električnih signala, koje neuroni koriste za prenošenje poruka, naime, gradirani potencijal i akcioni potencijal.
Gradirani potencijali
Gradirani potencijal je mala prolazna promjena membranskog potencijala koja se javlja u različitim stupnjevima ili stupnjevima veličine ili jačine. Gradirani potencijali su uzrokovani aktivacijom klase proteina kanala koji se nazivaju "zatvoreni ionski kanali" i mogu se generirati u senzornim ili motornim nervima i započeti proces transmisije. Zatvoreni jonski kanal selektivno dozvoljava samo određenim jonima da difunduju kroz njega. Kada dozvoljava difuziju, ona je otvorena, a kada ne dozvoljava, zatvorena je. Zbog toga se zatvoren jonski kanal ponaša kao vrata koja se mogu otvoriti ili zatvoriti.
Količina reagujućih jonskih kanala varira u zavisnosti od jačine stimulusa; tako jak stimulans uzrokuje otvaranje više jonskih kanala. Ako se otvori više jonskih kanala, više jona će difundirati kroz plazma membranu, uzrokujući veću promjenu membranskog potencijala.
Potencijali akcije
Akcioni potencijali su kratke, brze, velike promjene u membranskom potencijalu i proizvode se u ekscitabilnim stanicama (nervnim i mišićnim) kada se promijeni potencijal mirovanja. Pojedinačni akcioni potencijal uključuje samo mali dio ukupne ekscitabilne ćelijske membrane i širi se kroz ostatak ćelijske membrane bez ikakvog smanjenja jačine signala.
Tokom akcionog potencijala, membranski potencijal se prolazno obrće. Kada depolarizacija dostigne granični potencijal, rezultirat će akcionim potencijalom. Akcioni potencijal je uzrokovan klasom jonskih kanala koji se nazivaju naponski vođeni jonski kanali. Ovi jonski kanali se nalaze i u neuronima i u mišićnim ćelijama. U neuronima, dva različita naponska jonska kanala se koriste za stvaranje akcionog potencijala, naime, naponski vođeni Na+ kanali i naponski K+ kanala. Ovi kanali se otvaraju i zatvaraju kao odgovor na promjene u membranskom potencijalu i kontroliraju protok jona tako što im selektivno dozvoljavaju da se kreću preko njih.
Koja je razlika između stepenovanog potencijala i potencijala akcije?
• Akcijski potencijali služe kao signali na daljinu, dok gradirani potencijali služe kao signali na kratkim udaljenostima.
• Gradirani potencijali su male promjene u membranskom potencijalu koje se međusobno mogu pojačati ili negirati. Nasuprot tome, akcioni potencijali su velike (100 mV) promjene membranskog potencijala koje mogu poslužiti kao vjerni signali na daljinu.
• Aktivacija gated ionskih kanala uzrokuje gradirani potencijal, dok aktivacija voltaziranih jonskih kanala uzrokuje akcijski potencijal.
• Neto kretanje Na+, Cl–, ili Ca2+ preko plazma membrana proizvodi gradirani potencijal. Sekvencionalno kretanje Na+ u i K+ iz ćelije preko naponskih kanala proizvodi akcioni potencijal.
• Trajanje stepenovanog potencijala varira u zavisnosti od trajanja pokretačkog događaja ili stimulusa, dok je trajanje akcionog potencijala konstantno.
• Akcioni potencijal se javlja u regijama membrane sa obiljem naponskih kanala, dok se stepenovani potencijal javlja u regionima membrane dizajniranim da reaguje na događaj okidanja.
