Differenza chiave: potenziale di riposo e potenziale di azione
Il neurone è considerato l'unità strutturale del sistema nervoso. Implica la trasmissione di diversi stimoli nervosi durante la comunicazione cellula-cellula. I neuroni inviano messaggi elettrochimicamente con il coinvolgimento di diversi ioni. In altre parole, le sostanze chimiche caricate elettricamente che sono gli ioni causano i segnali. Gli ioni più importanti sono sodio, potassio, calcio e cloruro. Il movimento di questi ioni attraverso la membrana che circonda le cellule nervose provoca due tipi di potenziali (differenze di tensione); potenziale di riposo e potenziale d'azione. Il potenziale di riposo si verifica quando il neurone è a riposo e non avviene alcuna trasmissione di impulsi. Il potenziale di riposo può essere definito come la differenza di tensione tra l'interno e l'esterno del neurone quando il neurone è a riposo. Il potenziale d'azione si verifica quando i segnali vengono trasmessi lungo l'assone di un neurone. Quindi, il potenziale d'azione può essere definito come la variazione del potenziale elettrico quando la trasmissione del segnale avviene attraverso gli assoni. Il potenziale di membrana del neurone (in particolare l'assone) fluttua con rapidi sali e scendi. Questa è la differenza fondamentale tra potenziale di riposo e potenziale d'azione.
Che cos'è il potenziale di riposo?
Il potenziale di riposo è un fenomeno che si verifica all'interno di un neurone quando è a riposo. In parole povere, il potenziale di riposo si verifica quando il neurone non è coinvolto nell'invio di impulsi o segnali nervosi. Tali condizioni sono indicate come potenziale di riposo in cui il neurone è a "riposo". Durante questa condizione, la membrana del neurone contiene una differenza di cariche. La regione interna della membrana ha una carica più negativa rispetto alla carica della regione esterna della membrana. Tali differenze di cariche sono normalmente bilanciate a causa dello scambio di ioni diversi attraverso la membrana in entrambe le direzioni; dentro o fuori.
Tuttavia, durante il potenziale di riposo, il bilanciamento delle cariche non avviene poiché i canali ionici presenti nella membrana non consentono il passaggio di alcuni ioni. Fornisce il passaggio solo a K+ (ioni di potassio) e inibisce il movimento degli ioni Cl– (cloruro) e Na + ioni (sodio). Inoltre, la membrana inibisce il passaggio di molecole proteiche che sono caricate negativamente e presenti all'interno del neurone. Questi canali ionici sono indicati come canali ionici selettivi.
Oltre a questi canali, esiste una pompa ionica che prevede lo scambio di ioni Na+ e ioni K+ attraverso la membrana. Questa pompa funziona con l'utilizzo di energia. Quando funziona, consente lo scambio di due ioni K+ nel neurone e tre ioni Na+ fuori dal neurone alla volta. Questa pompa è indicata come pompa attiva cationica. Durante il potenziale di riposo, più ioni K+ sono presenti all'interno del neurone e più ioni Na+ sono presenti all'esterno del neurone.
Figura 01: potenziale a riposo
La tensione del potenziale di riposo (la differenza di tensione tra l'esterno e l'interno del neurone) viene misurata una volta che tutte le forze di carica sono state finalmente bilanciate. In condizioni normali, il potenziale di riposo di un neurone è -70 mV.
Che cos'è il potenziale d'azione?
Il potenziale d'azione si verifica all'interno di un neurone quando il neurone trasmette impulsi. Durante questa trasmissione del segnale, il potenziale di membrana (la differenza di potenziale elettrico tra l'esterno e l'interno di una cellula) del neurone (in particolare l'assone) fluttua con rapidi sali e scendi. I potenziali d'azione non si verificano solo nei neuroni. Si verifica in varie altre cellule eccitabili come le cellule muscolari, le cellule endocrine e anche in alcune cellule vegetali. Durante un potenziale d'azione, la trasmissione nervosa degli impulsi avviene lungo l'assone del neurone fino alle manopole sinaptiche, poste all'estremità dell'assone. Il ruolo principale di un potenziale d'azione è facilitare la comunicazione tra le cellule.
Il potenziale d'azione viene normalmente generato a causa di una corrente depolarizzante. A causa dell'apertura dei canali ionici K+ per periodi di tempo più lunghi, la tensione del potenziale d'azione supera i -70 mV. Ma quando i canali ionici Na+ si chiudono, questo valore viene riportato a -70 mV. Queste condizioni sono conosciute rispettivamente come iperpolarizzazione e ripolarizzazione.
Il potenziale d'azione viene normalmente generato a causa di una corrente depolarizzante. In altri termini, uno stimolo che genera un potenziale d'azione fa diminuire il potenziale di riposo di un neurone fino a 0 mV e ulteriormente fino a un valore di -55 mV. Questo è indicato come il valore di soglia. A meno che il neurone non raggiunga il valore di soglia, non verrà generato un potenziale d'azione. Simile ai potenziali di riposo, i potenziali d'azione si verificano a causa dell'incrocio di diversi ioni attraverso la membrana del neurone. Inizialmente, i canali ionici Na+ vengono aperti in risposta allo stimolo. È stato detto che, durante il potenziale di riposo, l'interno del neurone è più carico negativamente e contiene più ioni Na+ all'esterno. A causa dell'apertura dei canali ionici Na+ durante un potenziale d'azione, più ioni Na+ si precipiteranno nel neurone attraverso la membrana. A causa della carica + ve degli ioni sodio, la membrana si carica più positivamente e si depolarizza.
Figura 02: Potenziale d'azione
Questa depolarizzazione viene invertita dall'apertura di K+ canali ionici che spostano un numero maggiore di K+ ioni fuori dal neurone. Una volta che i canali ionici K+ si aprono, i canali ionici Na+ si chiudono. A causa dell'apertura dei canali ionici K+ per periodi di tempo più lunghi, la tensione del potenziale d'azione supera i -70 mV. Questa condizione è nota come iperpolarizzazione. Ma quando i canali ionici Na+ si chiudono, questo valore viene riportato a -70 mV. Questo è noto come ripolarizzazione.
Qual è la somiglianza tra il potenziale a riposo e il potenziale d'azione?
Il potenziale di riposo e il potenziale d'azione si verificano a causa del movimento di diversi ioni attraverso la membrana del neurone
Qual è la differenza tra potenziale a riposo e potenziale d'azione?
Potenziale a riposo vs Potenziale d'azione |
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| Il potenziale di riposo è la differenza di tensione attraverso la membrana del neurone quando non trasmette i segnali. | Il potenziale d'azione è la differenza di tensione attraverso la membrana del neurone quando trasmette i segnali lungo gli assoni. |
| Evento | |
| Il potenziale di riposo si verifica quando il neurone non è coinvolto nell'invio di impulsi o segnali nervosi. | Il potenziale d'azione si verifica quando i segnali vengono trasmessi lungo i neuroni. |
| Tensione | |
| -70mV è il potenziale di riposo. | +40mV è il potenziale d'azione. |
| Ioni | |
| Più Na+ ioni e meno K+ ioni fuori dai neuroni quando si verifica il potenziale di riposo. | Più Na+ e meno K+ ioni all'interno del neurone quando si verifica il potenziale d'azione. |
Riepilogo – Potenziale di riposo vs Potenziale di azione
Il potenziale di riposo si verifica quando il neurone non è coinvolto nell'invio di impulsi o segnali nervosi. La regione interna della membrana ha una carica più negativa rispetto alla carica della regione esterna della membrana. Durante il potenziale di riposo, più ioni K+ sono presenti all'interno del neurone e più ioni Na+ sono presenti all'esterno del neurone. In condizioni normali, il potenziale di riposo di un neurone è -70 mV. Il potenziale d'azione è il potenziale di membrana quando la trasmissione di un segnale avviene lungo l'assone. Il potenziale d'azione è normalmente generato a causa di una corrente depolarizzante. A causa dell'apertura dei canali ionici K+ per periodi di tempo più lunghi, la tensione del potenziale d'azione supera i -70 mV. Ma quando i canali ionici Na+ si chiudono, questo valore viene riportato a -70 mV. Queste condizioni sono conosciute rispettivamente come iperpolarizzazione e ripolarizzazione. Questa è la differenza tra potenziale di riposo e potenziale d'azione.
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