Belangrijk verschil - Rustpotentieel versus actiepotentieel
Het neuron wordt beschouwd als de structurele eenheid van het zenuwstelsel. Het omvat de overdracht van verschillende zenuwstimuli tijdens de cel-naar-celcommunicatie. Neuronen sturen berichten elektrochemisch met de betrokkenheid van verschillende ionen. Met andere woorden, elektrisch geladen chemicaliën die de ionen zijn, veroorzaken de signalen. De belangrijkste ionen zijn natrium, kalium, calcium en chloride. De beweging van deze ionen over het membraan dat zenuwcellen omringt, veroorzaakt twee soorten potentialen (spanningsverschillen); rustpotentiaal en actiepotentiaal. Rustpotentiaal treedt op wanneer het neuron in rust is en er geen overdracht van impulsen plaatsvindt. Rustpotentiaal kan worden gedefinieerd als het verschil in de spanning tussen de binnen- en buitenkant van het neuron wanneer het neuron in rust is. Actiepotentiaal treedt op wanneer de signalen langs het axon van een neuron worden verzonden. Daarom kan actiepotentiaal worden gedefinieerd als de elektrische potentiaalverandering wanneer de signaaloverdracht door de axonen plaatsvindt. De membraanpotentiaal van het neuron (met name het axon) fluctueert met snelle stijgingen en dalingen. Dit is het belangrijkste verschil tussen rustpotentiaal en actiepotentiaal.
Wat is rustpotentieel?
Rustpotentieel is een fenomeen dat optreedt in een neuron wanneer het in rust is. In eenvoudige bewoordingen treedt rustpotentieel op wanneer het neuron niet betrokken is bij het verzenden van zenuwimpulsen of signalen. Dergelijke omstandigheden worden rustpotentiaal genoemd waarbij het neuron in 'rust' is. Tijdens deze toestand bevat het membraan van het neuron een verschil in lading. Het binnenste deel van het membraan is meer negatief geladen in vergelijking met de lading van het buitenste deel van het membraan. Dergelijke verschillen in ladingen worden normaal gesproken gecompenseerd door de uitwisseling van verschillende ionen over het membraan in beide richtingen; in of uit.
Tijdens de rustpotentiaal vindt het balanceren van de ladingen echter niet plaats, omdat de ionenkanalen die in het membraan aanwezig zijn, bepaalde ionen niet doorlaten. Het zorgt alleen voor doorgang naar K+ (kaliumionen) en remt de beweging van Cl– ionen (chloride) en Na + ionen (natrium). Ook remt het membraan de doorgang van eiwitmoleculen die negatief geladen zijn en aanwezig zijn in het neuron. Deze ionenkanalen worden selectieve ionenkanalen genoemd.
Behalve deze kanalen is er een ionenpomp die de uitwisseling van Na+ ionen en K+ ionen over het membraan inhoudt. Deze pomp werkt met het gebruik van energie. Als het werkt, kunnen er twee K+-ionen tegelijk in het neuron en drie Na+ -ionen uit het neuron worden uitgewisseld. Deze pomp wordt kation-actieve pomp genoemd. Tijdens rustpotentieel zijn er meer K+ ionen aanwezig in het neuron en meer Na+ ionen buiten het neuron.
Figuur 01: Rustpotentieel
De spanning van de rustpotentiaal (het verschil in spanning tussen de buitenkant en de binnenkant van het neuron) wordt gemeten zodra alle krachten van ladingen uiteindelijk zijn uitgebalanceerd. Onder normale omstandigheden is de rustpotentiaal van een neuron -70 mV.
Wat is actiepotentieel?
Actiepotentiaal treedt op binnen een neuron wanneer het neuron impulsen doorgeeft. Tijdens deze signaaloverdracht fluctueert de membraanpotentiaal (het verschil in elektrisch potentiaal tussen de buitenkant en de binnenkant van een cel) van het neuron (met name het axon) met snelle stijgingen en dalingen. Actiepotentialen komen niet alleen voor in neuronen. Het komt voor in verschillende andere prikkelbare cellen zoals spiercellen, endocriene cellen en ook in sommige plantencellen. Tijdens een actiepotentiaal vindt de zenuwoverdracht van impulsen plaats langs het axon van het neuron tot aan de synaptische knoppen, die zich aan het einde van het axon bevinden. De belangrijkste rol van een actiepotentiaal is om de communicatie tussen cellen te vergemakkelijken.
Actiepotentiaal wordt normaal gesproken gegenereerd door een depolariserende stroom. Door de opening van K+ ionenkanalen voor langere tijd komt de spanning van de actiepotentiaal voorbij -70 mV. Maar als de Na+ ionkanalen sluiten, wordt deze waarde teruggebracht naar -70mV. Deze aandoeningen staan respectievelijk bekend als hyperpolarisatie en repolarisatie.
Actiepotentiaal wordt normaal gesproken gegenereerd door een depolariserende stroom. Met andere woorden, een stimulus die een actiepotentiaal genereert, zorgt ervoor dat de rustpotentiaal van een neuron afneemt tot 0 mV en verder omlaag tot een waarde van -55 mV. Dit wordt de drempelwaarde genoemd. Tenzij het neuron de drempelwaarde bereikt, wordt er geen actiepotentiaal gegenereerd. Net als bij rustpotentialen treden actiepotentialen op als gevolg van de kruising van verschillende ionen door het membraan van het neuron. In eerste instantie worden de Na+ ionkanalen geopend als reactie op de stimulus. Er werd vermeld dat, tijdens rustpotentieel, de binnenkant van het neuron meer negatief geladen is en meer Na+ ionen aan de buitenkant bevat. Door de opening van de Na+ ionkanalen tijdens een actiepotentiaal, zullen meer Na+ ionen het neuron binnenstormen over het membraan. Door de + ve lading van natriumionen wordt het membraan positiever geladen en gedepolariseerd.
Figuur 02: Actiepotentieel
Deze depolarisatie wordt omgekeerd door de opening van K+ ionkanalen die een groter aantal K+ ionen uit het neuron verplaatsen. Zodra de K+ ionkanalen openen, sluiten de Na+ ionkanalen. Door de opening van K+ ionenkanalen voor langere tijd komt de spanning van de actiepotentiaal voorbij -70 mV. Deze aandoening staat bekend als hyperpolarisatie. Maar als de Na+ ionkanalen sluiten, wordt deze waarde teruggebracht naar -70mV. Dit staat bekend als repolarisatie.
Wat is de overeenkomst tussen rustpotentieel en actiepotentieel?
Rustpotentiaal en actiepotentiaal treden op als gevolg van de beweging van verschillende ionen over het membraan van het neuron
Wat is het verschil tussen rustpotentieel en actiepotentieel?
Rustpotentieel versus actiepotentieel |
|
| Rustpotentiaal is het spanningsverschil over het neuronmembraan wanneer het de signalen niet doorgeeft. | Actiepotentiaal is het spanningsverschil over het neuronmembraan wanneer het de signalen langs de axonen verzendt. |
| Voorkomen | |
| Rustpotentieel treedt op wanneer het neuron niet betrokken is bij het verzenden van zenuwimpulsen of signalen. | Actiepotentiaal treedt op wanneer signalen langs de neuronen worden verzonden. |
| Spanning | |
| -70mV is het rustpotentieel. | +40mV is de actiepotentiaal. |
| Ionen | |
| Meer Na+ ionen en minder K+ ionen buiten de neuronen wanneer de rustpotentiaal optreedt. | Meer Na+ en minder K+ ionen in het neuron wanneer de actiepotentiaal optreedt. |
Samenvatting – Rustpotentieel versus actiepotentieel
Rustpotentieel treedt op wanneer het neuron niet betrokken is bij het verzenden van zenuwimpulsen of signalen. Het binnenste deel van het membraan is meer negatief geladen in vergelijking met de lading van het buitenste deel van het membraan. Tijdens rustpotentiaal zijn er meer K+ ionen aanwezig in het neuron en meer Na+ ionen buiten het neuron. In normale omstandigheden is de rustpotentiaal van een neuron -70 mV. Actiepotentiaal is het membraanpotentiaal wanneer de overdracht van een signaal langs het axon plaatsvindt. De actiepotentiaal wordt normaal gegenereerd door een depolariserende stroom. Door de opening van K+ ionenkanalen voor langere tijd komt de spanning van de actiepotentiaal voorbij -70 mV. Maar wanneer de Na+ ionkanalen sluiten, wordt deze waarde teruggebracht naar -70mV. Deze aandoeningen staan respectievelijk bekend als hyperpolarisatie en repolarisatie. Dit is het verschil tussen rustpotentiaal en actiepotentiaal.
Download de PDF-versie van Rustpotentieel versus Actiepotentieel
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download de PDF-versie hier: Verschil tussen rustpotentieel en actiepotentieel
