פוטנציאל מדורג לעומת פוטנציאל פעולה
כל תאי הגוף מראים פוטנציאל ממברנה, בעיקר בשל הפיזור הלא אחיד של יוני נתרן, כלוריד ואשלגן וגם בשל הבדל החדירות של קרום הפלזמה ליונים אלו. פוטנציאל ממברנה זה מביא למטענים חיוביים ושליליים על פני הממברנה. הנוירונים ותאי השריר הם שני סוגים של תאים מיוחדים שפיתחו שימוש מיוחד לפוטנציאל הממברנה. הם יכולים לעבור תנודות חולפות ומהירות בפוטנציאל הממברנה שלהם עקב גירויים. שינויים אלה מביאים לבסוף לאותות חשמליים. נוירונים משתמשים באותות אלה כדי לקבל, לעבד, ליזום ולשדר מסרים בעוד שתאי השריר משתמשים בהם כדי ליזום התכווצויות.ישנן שתי צורות בסיסיות של אותות חשמליים, שבהם משתמשים הנוירונים כדי להעביר את המסרים, כלומר, פוטנציאל מדורג ופוטנציאל פעולה.
פוטנציאלים מדורגים
פוטנציאל מדורג הוא שינוי חולף קטן בפוטנציאל הממברנה המתרחש בדרגות או בדרגות גודל או חוזק שונות. הפוטנציאלים המדורגים נגרמים על ידי הפעלה של מחלקה של חלבוני תעלות הנקראים 'תעלות יונים מגודרות' וניתן להיווצר בעצבים תחושתיים או מוטוריים ולהתחיל בתהליך ההעברה. תעלת היונים המגודרת מאפשרת באופן סלקטיבי רק ליונים מסוימים להתפזר דרכה. כשהוא מאפשר פיזור, הוא פתוח, וכשהוא לא מאפשר, הוא סגור. לכן, תעלת היונים המגודרת מתנהגת כמו דלת הניתנת לפתיחה או סגירה.
כמות תעלות היונים המגיבות משתנה בהתאם לעוצמת הגירוי; לכן גירוי חזק גורם ליותר תעלות יונים להיפתח. אם יותר תעלות יונים ייפתחו, יותר יונים יתפזרו על פני קרום הפלזמה, ויגרמו לשינוי גדול יותר בפוטנציאל הממברנה.
פוטנציאל פעולה
פוטנציאל הפעולה הם שינויים קצרים, מהירים וגדולים בפוטנציאל הממברנה ומיוצרים בתאים מעוררים (עצב ושריר) כאשר פוטנציאל המנוחה משתנה. פוטנציאל פעולה יחיד כרוך רק בחלק קטן מממברנת תא מעוררת הכוללת ומתפשט לאורך שאר קרום התא ללא כל הפחתה בעוצמת האות.
במהלך פוטנציאל פעולה, פוטנציאל הממברנה מתהפך באופן זמני. כאשר הדפולריזציה מגיעה לפוטנציאל הסף, היא תגרום לפוטנציאל פעולה. פוטנציאל הפעולה נגרם על ידי מחלקה של תעלות יונים הנקראות תעלות יונים מגודרות במתח. תעלות יונים אלו נמצאות גם בתאי העצב וגם בתאי השריר. בנוירונים, שני ערוצי מתח שונים משמשים ליצירת פוטנציאל פעולה, דהיינו, ערוצים Na+ במתח מתח ו-K+ ערוצים. ערוצים אלו נפתחים ונסגרים בתגובה לשינויים בפוטנציאל הממברנה, והם שולטים בזרימת היונים בכך שהם מאפשרים באופן סלקטיבי לנוע על פניהם.
מה ההבדל בין פוטנציאל מדורג לפוטנציאל פעולה?
• פוטנציאל פעולה משמש כאותות למרחקים ארוכים ואילו פוטנציאלים מדורגים משמשים כאותות למרחקים קצרים.
• הפוטנציאלים המדורגים הם שינויים קטנים בפוטנציאל הממברנה שיכולים לחזק או לשלול זה את זה. לעומת זאת, פוטנציאל הפעולה הם שינויים גדולים (100 mV) בפוטנציאל הממברנה שיכולים לשמש כאותות נאמנים למרחקים ארוכים.
• הפעלת תעלות היונים המגודרות גורמת לפוטנציאל המדורג ואילו ההפעלה של תעלות היונים המגודרות גורמת לפוטנציאל הפעולה.
• תנועה נטו של Na+, Cl–, או Ca2+ ברחבי קרום הפלזמה מייצר פוטנציאל מדורג. תנועה רציפה של Na+ לתוך התא ו-K+ אל מחוץ לתא על פני ערוצים מגודי מתח מייצרת פוטנציאל פעולה.
• משך הפוטנציאל המדורג משתנה עם משך האירוע המפעיל או הגירוי בעוד שמשך פוטנציאל הפעולה קבוע.
• פוטנציאל הפעולה מתרחש באזורי הממברנה עם שפע של התעלות המגודרות למתח בעוד שהפוטנציאל המדורג מתרחש באזורי הממברנה שנועדו להגיב לאירוע המפעיל.
