Sự khác biệt chính - Tiềm năng nghỉ ngơi và Tiềm năng hành động
Nơron được coi là đơn vị cấu trúc của hệ thần kinh. Nó liên quan đến việc truyền các kích thích thần kinh khác nhau trong quá trình giao tiếp tế bào với tế bào. Tế bào thần kinh gửi thông điệp điện hóa với sự tham gia của các ion khác nhau. Nói cách khác, các hóa chất mang điện là các ion gây ra các tín hiệu. Các ion quan trọng nhất là natri, kali, canxi và clorua. Sự di chuyển của các ion này qua màng bao quanh tế bào thần kinh gây ra hai loại điện thế (chênh lệch điện thế); điện thế nghỉ và điện thế hoạt động. Điện thế nghỉ xuất hiện khi tế bào thần kinh ở trạng thái nghỉ và không có sự truyền xung động nào diễn ra. Điện thế nghỉ có thể được định nghĩa là hiệu điện thế giữa bên trong và bên ngoài tế bào thần kinh khi tế bào thần kinh nghỉ ngơi. Điện thế hoạt động xảy ra khi các tín hiệu được truyền dọc theo sợi trục của tế bào thần kinh. Do đó, Điện thế hoạt động có thể được định nghĩa là sự thay đổi điện thế khi quá trình truyền tín hiệu xảy ra qua các sợi trục. Điện thế màng của tế bào thần kinh (đặc biệt là sợi trục) dao động với sự lên xuống nhanh chóng. Đây là điểm khác biệt chính giữa điện thế nghỉ và điện thế hoạt động.
Tiềm năng Nghỉ ngơi là gì?
Tiềm năng nghỉ ngơi là một hiện tượng xảy ra trong một tế bào thần kinh khi nó ở trạng thái nghỉ ngơi. Nói một cách dễ hiểu, điện thế nghỉ xảy ra khi tế bào thần kinh không liên quan đến việc gửi bất kỳ xung thần kinh hoặc tín hiệu nào. Những điều kiện như vậy được gọi là điện thế nghỉ khi tế bào thần kinh ở trạng thái "nghỉ ngơi". Trong điều kiện này, màng tế bào thần kinh có sự khác biệt về điện tích. Vùng bên trong của màng tích điện âm nhiều hơn khi so sánh với điện tích của vùng bên ngoài của màng. Sự khác biệt về điện tích như vậy thường được cân bằng do sự trao đổi của các ion khác nhau qua màng theo một trong hai hướng; vào hoặc ra.
Tuy nhiên, trong quá trình điện thế nghỉ, sự cân bằng điện tích không xảy ra vì các kênh ion có trong màng không cho phép các ion nhất định đi qua. Nó chỉ cung cấp cho K+(ion kali) và ức chế sự di chuyển của các ion Cl-(clorua) và Na+ Các ion(natri). Ngoài ra, màng tế bào ức chế sự di chuyển của các phân tử protein mang điện tích âm và hiện diện bên trong tế bào thần kinh. Các kênh ion này được gọi là kênh ion chọn lọc.
Ngoài các kênh này, có một máy bơm ion liên quan đến việc trao đổi các ion Na+và ion K+qua màng. Máy bơm này hoạt động với việc sử dụng năng lượng. Khi hoạt động, nó cho phép trao đổi hai ion K+vào nơron và ba ion Na+ra khỏi nơron cùng một lúc. Máy bơm này được gọi là máy bơm hoạt động cation. Trong thời gian điện thế nghỉ, nhiều ion K+hơn có mặt bên trong tế bào thần kinh và nhiều ion Na+hơn có mặt bên ngoài tế bào thần kinh.
Hình 01: Tiềm năng nghỉ ngơi
Hiệu điện thế nghỉ (hiệu điện thế giữa bên ngoài và bên trong tế bào thần kinh) được đo khi tất cả các lực của điện tích được cân bằng cuối cùng. Trong điều kiện bình thường, điện thế nghỉ của tế bào thần kinh là -70 mV.
Tiềm năng Hành động là gì?
Điện thế hoạt động xảy ra trong một tế bào thần kinh khi tế bào thần kinh truyền xung động. Trong quá trình truyền tín hiệu này, điện thế màng (sự khác biệt về điện thế giữa bên ngoài và bên trong tế bào) của tế bào thần kinh (cụ thể là sợi trục) dao động với sự lên xuống nhanh chóng. Các điện thế hoạt động không chỉ xảy ra ở các tế bào thần kinh. Nó xảy ra trong các tế bào dễ bị kích thích khác nhau như tế bào cơ, tế bào nội tiết và cả ở một số tế bào thực vật. Trong một điện thế hoạt động, sự truyền xung động thần kinh diễn ra dọc theo sợi trục của nơ-ron cho đến các nút tiếp hợp, nằm ở phần cuối của sợi trục. Vai trò chính của điện thế hoạt động là tạo điều kiện giao tiếp giữa các tế bào.
Điện thế hoạt động thường được tạo ra do dòng điện khử cực. Do sự mở kênh ion K+trong thời gian dài hơn làm cho hiệu điện thế hoạt động vượt quá -70 mV. Nhưng khi các kênh ion Na+đóng lại, giá trị này được đưa trở lại -70mV. Những điều kiện này được gọi là siêu phân cực và tái phân cực tương ứng.
Điện thế hoạt động thường được tạo ra do dòng điện khử cực. Nói cách khác, một kích thích tạo ra một điện thế hoạt động làm cho điện thế nghỉ của một tế bào thần kinh giảm đến 0mV và tiếp tục giảm xuống đến giá trị -55mV. Đây được gọi là giá trị ngưỡng. Trừ khi nơ-ron đạt đến giá trị ngưỡng, điện thế hoạt động sẽ không được tạo ra. Tương tự như điện thế nghỉ, điện thế hoạt động xảy ra do sự vượt qua các ion khác nhau qua màng tế bào thần kinh. Ban đầu, các kênh ion Na+được mở ra để phản ứng với kích thích. Người ta đã đề cập rằng, trong thời gian điện thế nghỉ, bên trong tế bào thần kinh mang điện tích âm nhiều hơn và chứa nhiều ion Na+hơn bên ngoài. Do sự mở của các kênh ion Na+trong điện thế hoạt động, nhiều ion Na+sẽ lao vào tế bào thần kinh qua màng hơn. Do điện tích + ve của các ion natri, màng trở nên tích điện dương hơn và bị khử cực.
Hình 02: Tiềm năng hành động
Sự khử cực này được đảo ngược bằng cách mở các kênh ion K+di chuyển một số lượng lớn hơn các ion K+ra khỏi tế bào thần kinh. Khi các kênh ion K+mở ra, các kênh ion Na+sẽ đóng lại. Do sự mở kênh ion K+trong thời gian dài hơn làm cho hiệu điện thế hoạt động vượt quá -70 mV. Tình trạng này được gọi là siêu phân cực. Nhưng khi các kênh ion Na+đóng lại, giá trị này được đưa trở lại -70mV. Điều này được gọi là tái phân cực.
Điểm giống nhau giữa Tiềm năng Nghỉ ngơi và Tiềm năng Hành động là gì?
Điện thế nghỉ và Điện thế hoạt động xảy ra do sự di chuyển của các ion khác nhau qua màng tế bào thần kinh
Sự khác biệt giữa Tiềm năng Nghỉ ngơi và Tiềm năng Hành động là gì?
Tiềm năng nghỉ ngơi so với Tiềm năng hành động |
|
| Điện thế nghỉ là hiệu điện thế trên màng tế bào thần kinh khi nó không truyền tín hiệu. | Điện thế hoạt động là hiệu điện thế trên màng tế bào thần kinh khi nó truyền tín hiệu dọc theo sợi trục. |
| Xuất hiện | |
| Tiềm năng nghỉ ngơi xảy ra khi tế bào thần kinh không liên quan đến việc gửi bất kỳ xung thần kinh hoặc tín hiệu nào. | Tiềm năng hoạt động xảy ra khi các tín hiệu truyền dọc theo các tế bào thần kinh. |
| Điện áp | |
| -70mV là điện thế nghỉ. | + 40mV là điện thế hoạt động. |
| Ions | |
| Thêm ion Na+và ít ion K+hơn bên ngoài tế bào thần kinh khi điện thế nghỉ xuất hiện. | Thêm Na+và ít ion K+bên trong nơron khi điện thế hoạt động xảy ra. |
Tóm tắt - Tiềm năng nghỉ ngơi so với Tiềm năng hành động
Tiềm năng nghỉ ngơi xảy ra khi tế bào thần kinh không liên quan đến việc gửi bất kỳ xung thần kinh hoặc tín hiệu nào. Vùng bên trong của màng tích điện âm nhiều hơn khi so sánh với điện tích của vùng bên ngoài của màng. Trong thời gian điện thế nghỉ, nhiều ion K+có mặt bên trong tế bào thần kinh hơn và nhiều ion Na+hơn có mặt bên ngoài tế bào thần kinh. Trong điều kiện bình thường, điện thế nghỉ của một tế bào thần kinh là -70 mV. Điện thế hoạt động là điện thế màng khi sự truyền tín hiệu xảy ra dọc theo sợi trục. Điện thế hoạt động thường được tạo ra do dòng điện khử cực. Do sự mở kênh ion K+trong thời gian dài hơn làm cho hiệu điện thế hoạt động vượt quá -70 mV. Nhưng khi các kênh ion Na+đóng lại, giá trị này được đưa trở lại -70mV. Những điều kiện này được gọi là siêu phân cực và tái phân cực tương ứng. Đây là sự khác biệt giữa điện thế nghỉ và điện thế hoạt động.
Tải xuống phiên bản PDF của Tiềm năng Nghỉ ngơi và Tiềm năng Hành động
Bạn có thể tải xuống phiên bản PDF của bài viết này và sử dụng nó cho các mục đích ngoại tuyến theo ghi chú trích dẫn. Vui lòng tải xuống phiên bản PDF tại đây: Sự khác biệt giữa Tiềm năng Nghỉ ngơi và Tiềm năng Hành động
