Unterschied zwischen abgestuftem Potenzial und Aktionspotential

Hauptunterschied - abgestuftes Potenzial vs. Aktionspotential

Die Plasmamembran der Nervenzellen befindet sich normalerweise auf dem Ruhepotential der Membran. Das Innere der Plasmamembran ist negativ geladen, während das Äußere positiv geladen ist. Die Signale des Nervensystems werden in Form von Potenzialunterschieden durch die Nervenzellen übertragen. Der Verlust ruhender Membranpotentiale wird als Depolarisation bezeichnet. Abstufungspotential und Aktionspotential sind die zwei Arten von Potenzialunterschieden, die während der Depolarisation erzeugt werden können. Das Hauptunterschied zwischen abgestuftem Potenzial und Aktionspotential ist das abgestufte Potentiale sind Signale mit variabler Stärke, die über kurze Entfernungen übertragen werden können, während Aktionspotentiale große Depolarisationen sind, die über große Entfernungen übertragen werden können. Das abgestufte Potenzial kann an Kraft verlieren, wenn es durch das Neuron übertragen wird, aber Aktionspotentiale verlieren während der Übertragung nicht an Kraft.

Wichtige Bereiche

1. Was ist ein abgestuftes Potenzial?
      - Definition, Funktionen, Rolle
2. Was ist ein Aktionspotenzial?
      - Definition, Funktionen, Rolle
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen abgestuftem Potenzial und Aktionspotenzial
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen abgestuftem Potenzial und Aktionspotential
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Aktionspotential, Depolarisation, abgestuftes Potenzial, Nervenzelle, Ruhepotential 

Was ist ein abgestuftes Potenzial?

Das abgestufte Potential bezieht sich auf ein Membranpotential, dessen Amplitude variieren kann. Die Amplitude ist proportional zur Größe der Eingangsstimuli. Gradierte Potentiale können entweder depolarisierend oder hyperpolarisierend sein. Mehrere abgestufte Potentiale können zeitlich oder räumlich integriert werden. Die Übertragung des abgestuften Potentials kann gleichmäßig in alle Richtungen erfolgen. Die Erzeugung abgestufter Potentiale erfolgt durch das Öffnen ligandengesteuerter Ionenkanäle. Die Stärke des Signals nimmt mit der Entfernung ab. Beispiele für abgestufte Potentiale sind in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: abgestufte Potentiale

Die drei Hauptformen der abgestuften Potentiale sind das Rezeptorpotential, das postsynaptische Potential und das Endplattenpotential. Rezeptorpotenziale werden in den spezialisierten sensorischen Rezeptorzellen erzeugt. Postsynaptische Potentiale werden in den Nervenzellen erzeugt. Erregende postsynaptische Potentiale (EPSPs) und inhibitorische postsynaptische Potentiale (IPSPs) sind die zwei Arten von postsynaptischen Potentialen. EPSPs treten während der Depolarisierung auf, während IPSPs während der Hyperpolarisierung auftreten. Die Endplattenpotentiale werden in den Muskelzellen erzeugt.

Was ist ein Aktionspotenzial?

Aktionspotential bezieht sich auf eine Änderung des elektrischen Potentials, die mit der Übertragung von Impulsen entlang der Membran einer Nervenzelle oder Muskelzelle zusammenhängt. Die drei Hauptstufen eines Aktionspotentials sind die Depolarisation, die Repolarisation und die Refraktärzeit. Eine plötzliche Änderung des Membranpotentials wird als Depolarisation bezeichnet. Hier ändert sich die interne Ladung von negativ zu positiv. Die Öffnung der ionengesteuerten Kanäle bewirkt die Depolarisierung der Membran. Wenn die Natriumkanäle geöffnet werden, bewirkt die Migration der positiv geladenen Natriumionen in die Nervenzelle eine positivere Ladung innerhalb der Zelle. Die drei Stufen des Aktionspotenzials sind in dargestellt Figur 2.

Abbildung 2: Stufen des Aktionspotenzials

 Die Wiederherstellung der negativen Ladung in der Nervenzelle wird als Repolarisation bezeichnet. Dies wird durch das Öffnen der Kaliumkanäle verursacht. Der Einstrom von Kaliumionen in die Außenseite der Nervenzelle bewirkt eine Verringerung der positiven Ladung innerhalb der Zelle. Refektorium bezieht sich auf den Zeitraum zwischen zwei Aktionspotentialen. Während des Refektoriums werden Natrium-Kalium-Kanäle geöffnet, um das Ruhepotential wiederherzustellen. Im Ruhepotential ist die Konzentration der Natriumionen außerhalb der Nervenzelle hoch, während die Konzentration der Kaliumionen innerhalb der Nervenzelle hoch ist.

Ähnlichkeiten zwischen abgestuftem Potenzial und Aktionspotenzial

• Sowohl abgestuftes Potential als auch Aktionspotential sind zwei Arten von Membrandepolarisierungen der Nervenzellen.
• Sowohl abgestuftes Potential als auch Aktionspotential werden als Ergebnis der Übertragung von Signalen erzeugt.

Unterschied zwischen abgestuftem Potenzial und Aktionspotential

Definition

Abgestuftes Potenzial: Das abgestufte Potential bezieht sich auf ein Membranpotential, dessen Amplitude variieren kann.

Aktionspotential: Aktionspotential bezieht sich auf eine Änderung des elektrischen Potentials, die mit der Übertragung von Impulsen entlang der Membran einer Nervenzelle oder Muskelzelle zusammenhängt.

Depolarisation / Hyperpolarisierung

Abgestuftes Potenzial: Ein abgestuftes Potential kann entweder aufgrund von Depolarisation oder Hyperpolarisierung auftreten.

Aktionspotential: Aktionspotential kann nur durch Depolarisation entstehen.

Stärke der Depolarisation

Abgestuftes Potenzial: Das abgestufte Potential kann variable Signalstärken aufweisen, die unter einem Aktionspotential liegen.

Aktionspotential: Aktionspotential ist eine große Depolarisation, die die Schwelle erreicht (+40 mV).

Ionenkanäle

Abgestuftes Potenzial: Das abgestufte Potential wird durch ligandengesteuerte Ionenkanäle erzeugt.

Aktionspotential: Aktionspotential wird durch spannungsgesteuerte Ionenkanäle erzeugt.

Entfernung

Abgestuftes Potenzial: Das abgestufte Potential kann über kurze Entfernungen übertragen werden.

Aktionspotential: Aktionspotential kann über große Entfernungen übertragen werden.

Stärke

Abgestuftes Potenzial: Das abgestufte Potenzial kann während der Übertragung seine Stärke verlieren.

Aktionspotential: Aktionspotential verliert während der Übertragung nicht an Kraft.

Zusatz

Abgestuftes Potenzial: Zwei abgestufte Potentiale können zusammen addiert werden.

Aktionspotential: Zwei Aktionspotentiale können nicht addiert werden.

Fazit

Das abgestufte Potential und das Aktionspotential sind zwei Arten von Membranpotentialen, die während der Signalübertragung in den Nervenzellen erzeugt werden können. Ein abgestuftes Potential besteht aus einer geringeren Amplitude als dem Aktionspotential. Daher zerfällt es während der Übertragung. Aktionspotentiale nehmen jedoch während der Übertragung nicht ab. Der Hauptunterschied zwischen abgestuftem Potential und Aktionspotential ist die Charakteristik jeder Art von Membranpotentialen.   

Referenz:

1. „Neuronale Kommunikation 2014“. Stufenpotenziale, hier verfügbar.
2. "Brent Cornell". Aktionspotenzial | BioNinja, hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. “1223 Graded Potentials-02" von OpenStax (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia
2. „Aktionspotenzial“ Nach Original von de: Benutzer: Chris 73, aktualisiert von de: Benutzer: Diberri, von tiZom in SVG konvertiert - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia