Hauptunterschied – Depolarisation vs. Hyperpolarisation

Die Übertragung von Signalen im Nervensystem erfolgt in Form von elektrischen Impulsen. Diese elektrischen Impulse werden auf der Membran der Nervenzellen erzeugt. An der Übertragung elektrischer Impulse durch Nervenzellen sind verschiedene Arten von Ionenkanälen beteiligt. Typischerweise ist die Natriumionenkonzentration außerhalb der Nervenzellmembran hoch, während die Konzentration der Kaliumionen innerhalb der Nervenzellmembran hoch ist. Das Potential in diesem Stadium wird als Ruhemembranpotential bezeichnet. Depolarisation und Hyperpolarisation sind zwei Variationen des Ruhemembranpotentials. Die Hauptunterschied zwischen Depolarisation und Hyperpolarisation ist das Depolarisation bezieht sich auf eine Abnahme des Ruhemembranpotentials, während sich Hyperpolarisation auf eine Erhöhung des Ruhemembranpotentials bezieht.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist Depolarisation? – Definition, Vorkommen, Rolle 2. Was ist Hyperpolarisation? – Definition, Vorkommen, Rolle 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Depolarisation und Hyperpolarisation? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen Depolarisation und Hyperpolarisation? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Aktionspotential, Depolarisation, Hyperpolarisation, Ruhemembranpotential, Natriumionen, Schwellenwert

Was ist Depolarisation?

Depolarisation bezieht sich auf den Polarisationsverlust, der durch die Änderung der Permeabilität von Natriumionen verursacht wird. Dies führt zur Wanderung von Natriumionen in das Innere einer Nervenzelle oder einer Muskelzelle. Das Ruhepotential eines Neurons wird als Ruhepotential bezeichnet. Das Ruhemembranpotential beträgt -70 mV. Wenn jedoch ein Signal durch ein Neuron übertragen wird, wird durch einen depolarisierenden Strom ein Aktionspotential erzeugt. Der depolarisierende Strom wird durch das Öffnen von Natriumionenkanälen erzeugt. Natriumionen wandern von außen in die Zelle hinein. Wenn das Membranpotential -55 mV erreicht, wird das Aktionspotential erzeugt. Die -55 mV werden als Schwellenwert bezeichnet. Das Membranpotential beim Aktionspotential beträgt +30 mV. Die Änderung des Membranpotentials während der Depolarisation ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Depolarisation

Da das Aktionspotential ein fester Wert ist, ist auch das depolarisierende Potenzial ein fester Wert. Die Membranpotentiale, die kleiner als die depolarisierenden Potentiale sind, werden abgestufte Potentiale genannt. Abgestufte Potentiale zerfallen während der Übertragung, während die Aktionspotentiale während der Übertragung nicht an Stärke verlieren.

Was ist Hyperpolarisation?

Hyperpolarisation bezieht sich auf eine Zunahme der elektrischen Ladung, wodurch das Ruhemembranpotential negativer wird. Hyperpolarisation ist das Gegenteil der Depolarisation. Da es die negative Ladung außerhalb der Membran erhöht, wird die Auslösung eines Aktionspotentials durch Hyperpolarisation verhindert. Durch die Öffnung der Kaliumionen tritt eine Hyperpolarisation auf. Kaliumionen wandern außerhalb der Zelle, während Chloridionen innerhalb der Zelle wandern. Die Bewegung von Ionen während des Ruhepotentials, der Depolarisation und der Hyperpolarisation sind in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Bewegung von Ionen während Ruhepotential, Depolarisation und Hyperpolarisation

Nervenzellen treten nach einem Aktionspotential in einen Hyperpolarisationszustand ein. Die Refraktärzeit ist die Zeit zwischen zwei Aktionspotentialen. Hyperpolarisation ist eines der Ereignisse, die in der Refraktärzeit auftreten.

Ähnlichkeiten zwischen Depolarisation und Hyperpolarisation

Unterschied zwischen Depolarisation und Hyperpolarisation

Definition

Depolarisation: Depolarisation bezeichnet den Verlust der Polarisation, der durch die Änderung der Permeabilität von Natriumionen in das Innere einer Nervenzelle oder einer Muskelzelle verursacht wird.

Hyperpolarisation: Hyperpolarisation bezieht sich auf eine Zunahme der elektrischen Ladung, wodurch das Ruhemembranpotential negativer wird.

Gebührenunterschied

Depolarisation: Durch Depolarisation wird das Äußere der Zellmembran negativ geladen und das Innere der Membran positiv geladen.

Hyperpolarisation: Durch Hyperpolarisation wird das Innere der Zellmembran im Vergleich zum Ruhepotential der Membran stärker negativ geladen und das Äußere der Membran positiv geladen.

Membranpotential

Depolarisation: Depolarisation verringert das Membranpotential.

Hyperpolarisation: Hyperpolarisation erhöht das Membranpotential.

Ionenkanäle

Depolarisation: Die Depolarisation wird durch die Öffnung von Natriumionenkanälen verursacht.

Hyperpolarisation: Hyperpolarisation wird durch das Schließen der Natriumkanäle und das Öffnen der Natriumkanäle verursacht.

Aktionspotential

Depolarisation: Die Depolarisation verursacht ein Auslösen eines Aktionspotentials.

Hyperpolarisation: Hyperpolarisation verhindert das Auslösen eines Aktionspotentials.

Abschluss

Depolarisation und Hyperpolarisation sind zwei Arten von Membranpotentialen, die in der Zellmembran von Nervenzellen vorkommen. Depolarisation ist eine Abnahme des Membranpotentials, die ein Aktionspotential erzeugt. Hyperpolarisation ist eine Erhöhung des Membranpotentials, die die Erzeugung eines Aktionspotentials verhindert. Der Hauptunterschied zwischen Depolarisation und Hyperpolarisation ist die Änderung des Membranpotentials bei jeder Art von Membranpotential.

Referenz:

1. „Aktionspotentiale.“ Aktionspotenziale, hier verfügbar.2.„Hyperpolarisation: Letzte Phase des Aktionspotenzials.“ Interactive Biology, mit Leslie Samuel, 9. Januar 2016, hier verfügbar.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „1221 Aktionspotenzial“ von OpenStax – (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia2. „Ionenkanalaktivität vor während und nach der Polarisation“ Von Robert Bear und David Rintoul – (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia