הבדל בין פוטנציאל מנוחה לפוטנציאל פעולה

2024 מְחַבֵּר: Alex Aldridge | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 13:39

הבדל מפתח – פוטנציאל מנוחה לעומת פוטנציאל פעולה

הנוירון נחשב ליחידה המבנית של מערכת העצבים. זה כרוך בהעברת גירויים עצביים שונים במהלך התקשורת בין התא לתא. נוירונים שולחים מסרים בצורה אלקטרוכימית עם מעורבות של יונים שונים. במילים אחרות, כימיקלים טעונים חשמלית שהם היונים גורמים לאותות. היונים החשובים ביותר הם נתרן, אשלגן, סידן וכלוריד. התנועה של יונים אלו על פני הממברנה המקיפה את תאי העצב גורמת לשני סוגים של פוטנציאלים (הפרשי מתח); פוטנציאל מנוחה ופוטנציאל פעולה.פוטנציאל מנוחה מתרחש כאשר הנוירון נמצא במנוחה ולא מתרחשת העברה של דחפים. ניתן להגדיר את פוטנציאל המנוחה כהבדל במתח בין הפנים והחוץ של הנוירון כאשר הנוירון במנוחה. פוטנציאל פעולה מתרחש כאשר האותות מועברים לאורך האקסון של נוירון. לפיכך, ניתן להגדיר את פוטנציאל הפעולה כשינוי הפוטנציאל החשמלי כאשר העברת האות מתרחשת דרך האקסונים. פוטנציאל הממברנה של הנוירון (במיוחד האקסון) משתנה עם עליות וירידות מהירות. זה ההבדל העיקרי בין פוטנציאל מנוחה לפוטנציאל פעולה.

מהו פוטנציאל מנוחה?

פוטנציאל מנוחה היא תופעה המתרחשת בתוך נוירון כשהוא במנוחה. במילים פשוטות, פוטנציאל מנוחה מתרחש כאשר הנוירון אינו מעורב בשליחת דחפים או אותות עצביים כלשהם. מצבים כאלה מכונים פוטנציאל מנוחה כאשר הנוירון נמצא ב"מנוחה". במהלך מצב זה, קרום הנוירון מכיל הבדל במטענים.האזור הפנימי של הממברנה טעון יותר שלילי בהשוואה למטען של האזור החיצוני של הממברנה. הבדלים כאלה במטענים מאוזנים בדרך כלל עקב חילופי יונים שונים על פני הממברנה לכל כיוון; פנימה או החוצה.

עם זאת, בזמן פוטנציאל מנוחה, איזון המטענים אינו מתרחש מאחר שתעלות היונים הנמצאות בממברנה אינן מאפשרות מעבר של יונים מסוימים. הוא מספק מעבר רק ל-K⁺ (יוני אשלגן), ומעכב את התנועה של יוני Cl^– (כלוריד) ו-Na ^{+ יונים (נתרן). כמו כן, הממברנה מעכבת מעבר של מולקולות חלבון הטעונות שלילי ונוכחות בתוך הנוירון. ערוצי יונים אלה מכונים ערוצי יונים סלקטיביים.}

מלבד ערוצים אלה, יש משאבת יונים הכוללת החלפה של יוני Na⁺ ו-K⁺ יונים על פני הממברנה. משאבה זו פועלת עם ניצול אנרגיה.כאשר זה עובד, זה מאפשר החלפה של שני יונים K⁺ לתוך הנוירון ושלושה יונים Na⁺ מתוך הנוירון בכל פעם. משאבה זו מכונה משאבה אקטיבית לקטיונים. במהלך פוטנציאל מנוחה, יותר יונים K⁺ נמצאים בתוך הנוירון ויותר יוני Na^{+ נמצאים מחוץ לנוירון.}

איור 01: פוטנציאל מנוחה

המתח של פוטנציאל המנוחה (ההבדל במתח בין החוץ לתוכו של הנוירון) נמדד ברגע שכל כוחות המטענים מאוזנים סופית. בתנאים רגילים, פוטנציאל המנוחה של נוירון הוא -70 mV.

מהו פוטנציאל פעולה?

פוטנציאל פעולה מתרחש בתוך נוירון כאשר הנוירון מעביר דחפים.במהלך העברת אותות זה, פוטנציאל הממברנה (ההבדל בפוטנציאל החשמלי בין החלק החיצוני והפנימי של התא) של הנוירון (במיוחד האקסון) משתנה עם עליות וירידות מהירות. פוטנציאל פעולה אינו מתרחש רק בנוירונים. זה מתרחש בתאים מעוררים שונים אחרים כגון תאי שריר, תאים אנדוקריניים וגם בחלק מתאי צמחים. במהלך פוטנציאל פעולה, העברה העצבית של דחפים מתרחשת לאורך האקסון של הנוירון עד לכפתורים הסינפטיים, הממוקמים בקצה האקסון. התפקיד העיקרי של פוטנציאל פעולה הוא להקל על התקשורת בין תאים.

פוטנציאל פעולה נוצר בדרך כלל עקב זרם דה-פולריזציה. עקב פתיחת K⁺ תעלות יונים לפרקי זמן ארוכים יותר גורמת למתח של פוטנציאל הפעולה לעבור מעבר ל-70 mV. אבל כאשר תעלות היונים Na^{+ נסגרות, הערך הזה מוחזר ל-70mV. מצבים אלה ידועים כהיפרפולריזציה וקוטב מחדש בהתאמה.}

פוטנציאל פעולה נוצר בדרך כלל עקב זרם דה-פולריזציה. במונחים אחרים, גירוי שיוצר פוטנציאל פעולה גורם לפוטנציאל המנוחה של נוירון לרדת עד 0mV ובהמשך עד לערך של -55mV. זה מכונה ערך הסף. אלא אם כן הנוירון יגיע לערך הסף, לא ייווצר פוטנציאל פעולה. בדומה לפוטנציאל מנוחה, פוטנציאל פעולה מתרחש עקב חציית יונים שונים על פני הממברנה של הנוירון. בתחילה, תעלות היונים Na⁺ נפתחות בתגובה לגירוי. הוזכר שבמהלך פוטנציאל מנוחה, החלק הפנימי של הנוירון טעון יותר שלילי ומכיל יותר יוני Na⁺ בחוץ. עקב פתיחת תעלות היונים Na⁺ במהלך פוטנציאל פעולה, יונים נוספים של Na^{+ יאהרו לתוך הנוירון על פני הממברנה. בשל המטען + ve של יוני נתרן, הממברנה נעשית מטען חיובי יותר ומקבלת דה-פולריזציה.}

איור 02: פוטנציאל פעולה

דה-פולריזציה זו מתהפכת על ידי פתיחת K⁺ תעלות יונים שמזיזות מספר גבוה יותר של K⁺ יונים מתוך הנוירון. ברגע שערוצי היונים K⁺ נפתחים, ערוצי היונים Na⁺ נסגרים. עקב פתיחת K⁺ תעלות יונים לפרקי זמן ארוכים יותר גורמת למתח של פוטנציאל הפעולה לעבור מעבר ל-70 mV. מצב זה ידוע בשם היפרפולריזציה. אבל כאשר תעלות היונים Na^{+ נסגרות, הערך הזה מוחזר ל-70mV. זה ידוע בשם קיטוב מחדש.}

מהו הדמיון בין פוטנציאל מנוחה לפוטנציאל פעולה?

פוטנציאל מנוחה ופוטנציאל פעולה מתרחשים עקב תנועה של יונים שונים על פני הממברנה של הנוירון

מה ההבדל בין פוטנציאל מנוחה לפוטנציאל פעולה?

פוטנציאל מנוחה לעומת פוטנציאל פעולה
פוטנציאל המנוחה הוא הפרש המתח על פני קרום הנוירון כאשר הוא אינו משדר את האותות.	פוטנציאל הפעולה הוא הפרש המתח על פני קרום הנוירון כאשר הוא מעביר את האותות לאורך האקסונים.
התרחשות
פוטנציאל מנוחה מתרחש כאשר הנוירון אינו מעורב בשליחת דחפים או אותות עצביים כלשהם.	פוטנציאל פעולה מתרחש כאשר אותות מועברים לאורך הנוירונים.
Voltage
-70mV הוא פוטנציאל המנוחה.	+40mV הוא פוטנציאל הפעולה.
יונים
יותר יונים Na+ ופחות יונים K+ מחוץ לנוירונים כאשר מתרחש פוטנציאל המנוחה.	More Na+ ופחות יונים K+ בתוך הנוירון כאשר פוטנציאל הפעולה מתרחש.

סיכום – פוטנציאל מנוחה לעומת פוטנציאל פעולה

פוטנציאל מנוחה מתרחש כאשר הנוירון אינו מעורב בשליחת דחפים או אותות עצביים כלשהם. האזור הפנימי של הממברנה טעון יותר שלילי בהשוואה למטען של האזור החיצוני של הממברנה. במהלך פוטנציאל מנוחה, יותר יונים K⁺ נמצאים בתוך הנוירון ויותר יוני Na⁺ נמצאים מחוץ לנוירון. בתנאים רגילים, פוטנציאל המנוחה של נוירון הוא -70 mV. פוטנציאל הפעולה הוא פוטנציאל הממברנה כאשר שידור האות מתרחש לאורך האקסון.פוטנציאל הפעולה נוצר בדרך כלל עקב זרם דה-פולריזציה. עקב פתיחת K⁺ תעלות יונים לפרקי זמן ארוכים יותר גורמת למתח של פוטנציאל הפעולה לעבור מעבר ל-70 mV. אבל כאשר תעלות היונים Na^{+ נסגרות, הערך הזה מוחזר ל-70mV. מצבים אלה ידועים כהיפרפולריזציה וקוטב מחדש בהתאמה. זה ההבדל בין פוטנציאל מנוחה לפוטנציאל פעולה.}

הורד את גרסת ה-PDF של פוטנציאל מנוחה לעומת פוטנציאל פעולה

ניתן להוריד את גרסת ה-PDF של מאמר זה ולהשתמש בה למטרות לא מקוונות לפי הערת ציטוט. אנא הורד את גרסת ה-PDF כאן: ההבדל בין פוטנציאל מנוחה ופוטנציאל פעולה