Ocijenjeni potencijal naspram akcijskog potencijala
Sve tjelesne stanice pokazuju membranski potencijal, uglavnom zbog neravnomjerne raspodjele natrijevih, kloridnih i kalijevih iona te također zbog razlike u propusnosti plazma membrane za te ione. Ovaj membranski potencijal rezultira pozitivnim i negativnim nabojem na membrani. Neuroni i mišićne stanice dvije su vrste posebnih stanica koje su razvile posebnu upotrebu za membranski potencijal. Oni mogu biti podvrgnuti prolaznim, brzim fluktuacijama u svojim membranskim potencijalima zbog podražaja. Ove promjene konačno rezultiraju električnim signalima. Neuroni koriste te signale za primanje, obradu, pokretanje i prijenos poruka, dok ih mišićne stanice koriste za pokretanje kontrakcija. Dva su osnovna oblika električnih signala koje neuroni koriste za prijenos poruka, naime, stupnjevani potencijal i akcijski potencijal.
Gradirani potencijali
Gradirani potencijal je mala prolazna promjena u membranskom potencijalu koja se javlja u različitim stupnjevima ili stupnjevima veličine ili snage. Stupnjevi potencijali uzrokovani su aktivacijom klase kanalnih proteina koji se nazivaju 'zatvoreni ionski kanali' i mogu se generirati u osjetnim ili motornim živcima i započeti proces prijenosa. Zatvoreni ionski kanal selektivno dopušta samo određenim ionima difuziju kroz njega. Kad dopušta difuziju, otvoren je, a kad ne dopušta, zatvoren je. Stoga se zatvoreni ionski kanal ponaša kao vrata koja se mogu otvoriti ili zatvoriti.
Količina ionskih kanala koji reagiraju varira ovisno o snazi podražaja; tako snažan podražaj uzrokuje otvaranje više ionskih kanala. Ako se otvori više ionskih kanala, više iona će difundirati kroz plazma membranu, uzrokujući veću promjenu membranskog potencijala.
Akcijski potencijali
Akcijski potencijali su kratke, brze, velike promjene u membranskom potencijalu i proizvode se u podražljivim stanicama (živčanim i mišićnim) kada se promijeni potencijal mirovanja. Jedan akcijski potencijal uključuje samo mali dio ukupne ekscitabilne stanične membrane i širi se kroz ostatak stanične membrane bez ikakvog smanjenja snage signala.
Tijekom akcijskog potencijala, membranski potencijal se privremeno preokreće. Kada depolarizacija dosegne potencijal praga, rezultirat će akcijskim potencijalom. Akcijski potencijal je uzrokovan klasom ionskih kanala koji se nazivaju naponski upravljani ionski kanali. Ovi ionski kanali nalaze se u neuronima i mišićnim stanicama. U neuronima, dva različita naponska ionska kanala koriste se za stvaranje akcijskog potencijala, naime, naponski određeni Na+ kanali i naponski određeni K+ kanala. Ti se kanali otvaraju i zatvaraju kao odgovor na promjene u membranskom potencijalu i kontroliraju protok iona selektivno dopuštajući im da se kreću kroz njih.
Koja je razlika između stupnjevanog potencijala i akcijskog potencijala?
• Akcijski potencijali služe kao signali na velike udaljenosti, dok stupnjevani potencijali služe kao signali na kratke udaljenosti.
• Stupnjevi potencijali male su promjene u membranskom potencijalu koje se međusobno mogu pojačati ili poništiti. Nasuprot tome, akcijski potencijali su velike (100 mV) promjene u membranskom potencijalu koje mogu poslužiti kao vjerni signali na daljinu.
• Aktivacija naponskih ionskih kanala uzrokuje stupnjevani potencijal, dok aktivacija naponskih ionskih kanala uzrokuje akcijski potencijal.
• Neto kretanje Na+, Cl–, ili Ca2+ poprijeko plazma membrana proizvodi stupnjevani potencijal. Uzastopno kretanje Na+ u i K+ izvan ćelije preko naponskih kanala stvara akcijski potencijal.
• Trajanje stupnjevanog potencijala varira s trajanjem okidačkog događaja ili podražaja, dok je trajanje akcijskog potencijala konstantno.
• Akcijski potencijal javlja se u područjima membrane s obiljem naponskih kanala, dok se stupnjeviti potencijal pojavljuje u područjima membrane dizajniranim za odgovor na događaj okidača.
