Differenza principale: potenziale graduato vs potenziale d'azione

La membrana plasmatica delle cellule nervose è solitamente al potenziale di membrana a riposo. L'interno della membrana plasmatica è caricato negativamente mentre l'esterno è caricato positivamente. I segnali del sistema nervoso vengono trasmessi attraverso le cellule nervose sotto forma di potenziali differenze. La perdita dei potenziali di membrana a riposo è nota come depolarizzazione. Il potenziale graduato e il potenziale d'azione sono i due tipi di differenze di potenziale che possono essere generate durante la depolarizzazione. Il differenza principale tra potenziale graduato e potenziale d'azione è che i potenziali graduati sono i segnali a forza variabile che possono essere trasmessi su brevi distanze mentre i potenziali d'azione sono grandi depolarizzazioni che possono essere trasmessi su lunghe distanze. Il potenziale graduato può perdere forza quando viene trasmesso attraverso il neurone, ma i potenziali d'azione non perdono la loro forza durante la trasmissione.

Aree chiave coperte

1. Che cos'è un potenziale graduato? - Definizione, caratteristiche, ruolo 2. Che cos'è un potenziale d'azione? - Definizione, caratteristiche, ruolo 3. Quali sono le somiglianze tra potenziale graduato e potenziale d'azione? – Cenni sulle caratteristiche comuni 4. Qual è la differenza tra potenziale graduato e potenziale d'azione? – Confronto delle differenze chiave

Termini chiave: potenziale d'azione, depolarizzazione, potenziale graduato, cellula nervosa, potenziale di membrana a riposo

Che cos'è un potenziale graduato?

Il potenziale graduato si riferisce a un potenziale di membrana che può variare in ampiezza. L'ampiezza è proporzionale alla dimensione degli stimoli in ingresso. I potenziali graduati possono essere depolarizzanti o iperpolarizzanti. Diversi potenziali graduati possono essere integrati temporalmente o spazialmente. La trasmissione del potenziale graduato può avvenire uniformemente in tutte le direzioni. La generazione di potenziali graduati avviene mediante l'apertura di canali ionici ligando-dipendenti. La forza del segnale decade con la distanza. Esempi di potenziali graduati sono mostrati in figura 1.

Figura 1: potenziali graduati

Le tre forme primarie dei potenziali graduati sono il potenziale recettore, i potenziali postsinaptici e i potenziali di placca terminale. I potenziali recettoriali sono generati nelle cellule recettoriali sensoriali specializzate. I potenziali postsinaptici sono generati nelle cellule nervose. I potenziali postsinaptici eccitatori (EPSP) e i potenziali postsinaptici inibitori (IPSP) sono i due tipi di potenziali postsinaptici. Gli EPSP si verificano durante la depolarizzazione mentre gli IPSP si verificano durante l'iperpolarizzazione. I potenziali di placca terminale sono generati nelle cellule muscolari.

Che cos'è un potenziale d'azione?

Il potenziale d'azione si riferisce a un cambiamento nel potenziale elettrico, che è associato alla trasmissione di impulsi lungo la membrana di una cellula nervosa o di una cellula muscolare. Le tre fasi principali di un potenziale d'azione sono la depolarizzazione, la ripolarizzazione e il periodo refrattario. Un improvviso cambiamento nel potenziale di membrana è indicato come depolarizzazione. Qui, la carica interna cambia da negativa a positiva. L'apertura dei canali ionici provoca la depolarizzazione della membrana. Quando i canali del sodio vengono aperti, la migrazione degli ioni sodio caricati positivamente nella cellula nervosa provoca una carica più positiva all'interno della cellula. Le tre fasi del potenziale d'azione sono mostrate in figura 2.

Figura 2: Fasi del potenziale d'azione

Il ripristino della carica negativa all'interno della cellula nervosa è noto come ripolarizzazione. Ciò è causato dall'apertura dei canali del potassio. L'afflusso di ioni potassio all'esterno della cellula nervosa provoca la riduzione della carica positiva all'interno della cellula. Il periodo di refettorio si riferisce al periodo di tempo tra due potenziali d'azione. Durante il periodo di refettorio vengono aperti i canali sodio-potassio per ripristinare il potenziale di riposo. Nel potenziale di riposo, la concentrazione degli ioni sodio è elevata al di fuori della cellula nervosa mentre la concentrazione degli ioni potassio è alta all'interno della cellula nervosa.

Somiglianze tra potenziale graduato e potenziale d'azione

Differenza tra potenziale graduato e potenziale d'azione

Definizione

Potenziale classificato: Il potenziale graduato si riferisce a un potenziale di membrana, che può variare in ampiezza.

Potenziale d'azione: Il potenziale d'azione si riferisce a un cambiamento nel potenziale elettrico, che è associato alla trasmissione di impulsi lungo la membrana di una cellula nervosa o di una cellula muscolare.

Depolarizzazione/Iperpolarizzazione

Potenziale classificato: Il potenziale graduato può verificarsi a causa della depolarizzazione o dell'iperpolarizzazione.

Potenziale d'azione: Il potenziale d'azione può verificarsi solo a causa della depolarizzazione.

Forza di depolarizzazione

Potenziale classificato: Il potenziale graduato può avere intensità di segnale variabili inferiori a un potenziale d'azione.

Potenziale d'azione: Il potenziale d'azione è una grande depolarizzazione, che raggiunge la soglia (+40 mV).

Canali ionici

Potenziale classificato: Il potenziale graduato è generato da canali ionici ligando-dipendenti.

Potenziale d'azione: Il potenziale d'azione è generato da canali ionici voltaggio-dipendenti.

Distanza

Potenziale classificato: Il potenziale graduato può essere trasmesso su brevi distanze.

Potenziale d'azione: Il potenziale d'azione può essere trasmesso su lunghe distanze.

Forza

Potenziale classificato: Il potenziale graduato può perdere la sua forza durante la trasmissione.

Potenziale d'azione: Il potenziale d'azione non perde la sua forza durante la trasmissione.

aggiunta

Potenziale classificato: Due potenziali graduati possono essere sommati insieme.

Potenziale d'azione: Non si possono sommare due potenziali d'azione.

Conclusione

Il potenziale graduato e il potenziale d'azione sono due tipi di potenziali di membrana che possono essere generati nelle cellule nervose durante la trasmissione dei segnali. Un potenziale graduato è costituito da un'ampiezza bassa rispetto al potenziale d'azione. Pertanto, decade durante la trasmissione. Ma i potenziali d'azione non decadono durante la trasmissione. La principale differenza tra potenziale graduato e potenziale d'azione sono le caratteristiche di ciascun tipo di potenziali di membrana.

Riferimento:

1. "Comunicazione neurale 2014". Potenziali graduati, disponibile qui.2. "Brent Cornell". Potenziale d'azione | BioNinja, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "1223 Graded Potentials-02" di OpenStax (CC BY 4.0) tramite Commons Wikimedia2. "Potenziale d'azione" di Original by en: User: Chris 73, aggiornato da en: User: Diberri, convertito in SVG da tiZom - Opera propria (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia