Hauptunterschied – Abgestuftes Potenzial vs. Aktionspotenzial

Die Plasmamembran der Nervenzellen liegt normalerweise auf Ruhemembranpotential. Das Innere der Plasmamembran ist negativ geladen, während das Äußere positiv geladen ist. Die Signale des Nervensystems werden in Form von Potentialdifferenzen durch die Nervenzellen übertragen. Der Verlust von Ruhemembranpotentialen wird als Depolarisation bezeichnet. Abgestuftes Potenzial und Aktionspotenzial sind die beiden Arten von Potenzialunterschieden, die während der Depolarisation erzeugt werden können. Die Hauptunterschied zwischen abgestuftem Potenzial und Aktionspotenzial liegt das abgestufte Potenziale sind Signale mit variabler Stärke, die über kurze Distanzen übertragen werden können, während Aktionspotenziale große Depolarisationen sind, die über lange Distanzen übertragen werden können. Abgestufte Potenziale können an Stärke verlieren, wenn sie durch das Neuron übertragen werden, aber Aktionspotenziale verlieren während der Übertragung nicht ihre Stärke.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist ein abgestuftes Potenzial? – Definition, Funktionen, Rolle 2. Was ist ein Aktionspotential? – Definition, Funktionen, Rolle 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen abgestuftem Potenzial und Aktionspotenzial? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen abgestuftem Potenzial und Aktionspotenzial? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Aktionspotential, Depolarisation, abgestuftes Potential, Nervenzelle, Ruhemembranpotential

Was ist ein abgestuftes Potenzial?

Das abgestufte Potential bezieht sich auf ein Membranpotential, dessen Amplitude variieren kann. Die Amplitude ist proportional zur Größe der Eingangsreize. Abgestufte Potentiale können entweder depolarisierend oder hyperpolarisierend sein. Mehrere abgestufte Potenziale können zeitlich oder räumlich integriert werden. Die Übertragung von abgestuftem Potential kann gleichmäßig in alle Richtungen erfolgen. Die Erzeugung abgestufter Potentiale erfolgt durch die Öffnung von ligandengesteuerten Ionenkanälen. Die Stärke des Signals nimmt mit der Entfernung ab. Beispiele für abgestufte Potenziale sind in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Abgestufte Potenziale

Die drei Hauptformen der abgestuften Potentiale sind das Rezeptorpotential, das postsynaptische Potential und das Endplattenpotential. In den spezialisierten sensorischen Rezeptorzellen werden Rezeptorpotentiale erzeugt. In den Nervenzellen werden postsynaptische Potentiale erzeugt. Exzitatorische postsynaptische Potenziale (EPSPs) und inhibitorische postsynaptische Potenziale (IPSPs) sind die zwei Arten von postsynaptischen Potenzialen. EPSPs treten während der Depolarisation auf, während IPSPs während der Hyperpolarisation auftreten. Die Endplattenpotentiale werden in den Muskelzellen erzeugt.

Was ist ein Aktionspotential

Als Aktionspotential bezeichnet man eine Änderung des elektrischen Potentials, die mit der Übertragung von Impulsen entlang der Membran einer Nervenzelle oder Muskelzelle einhergeht. Die drei Hauptstadien eines Aktionspotentials sind die Depolarisation, Repolarisation und Refraktärzeit. Eine plötzliche Änderung des Membranpotentials wird als Depolarisation bezeichnet. Hier ändert sich die innere Ladung von negativ nach positiv. Die Öffnung der ionengesteuerten Kanäle bewirkt die Membrandepolarisation. Wenn die Natriumkanäle geöffnet werden, führt die Wanderung der positiv geladenen Natriumionen in die Nervenzelle zu mehr positiver Ladung innerhalb der Zelle. Die drei Stufen des Aktionspotentials sind in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Stufen des Aktionspotentials

Die Wiederherstellung der negativen Ladung innerhalb der Nervenzelle wird als Repolarisation bezeichnet. Dies wird durch die Öffnung der Kaliumkanäle verursacht. Der Einstrom von Kaliumionen in das Äußere der Nervenzelle bewirkt eine Verringerung der positiven Ladung im Inneren der Zelle. Refektoriumsperiode bezeichnet die Zeitspanne zwischen zwei Aktionspotentialen. Während der Refektoriumszeit werden Natrium-Kalium-Kanäle geöffnet, um das Ruhepotential wiederherzustellen. Im Ruhepotential ist die Konzentration der Natriumionen außerhalb der Nervenzelle hoch, während die Konzentration der Kaliumionen innerhalb der Nervenzelle hoch ist.

Ähnlichkeiten zwischen abgestuftem Potenzial und Aktionspotenzial

Unterschied zwischen abgestuftem Potenzial und Aktionspotenzial

Definition

Abgestuftes Potenzial: Das abgestufte Potential bezieht sich auf ein Membranpotential, dessen Amplitude variieren kann.

Aktionspotential: Als Aktionspotential bezeichnet man eine Änderung des elektrischen Potentials, die mit der Übertragung von Impulsen entlang der Membran einer Nervenzelle oder Muskelzelle einhergeht.

Depolarisation/Hyperpolarisation

Abgestuftes Potenzial: Ein abgestuftes Potential kann entweder aufgrund von Depolarisation oder Hyperpolarisation auftreten.

Aktionspotential: Aktionspotential kann nur aufgrund von Depolarisation auftreten.

Stärke der Depolarisation

Abgestuftes Potenzial: Das abgestufte Potenzial kann variable Signalstärken aufweisen, die kleiner als ein Aktionspotenzial sind.

Aktionspotential: Aktionspotential ist eine große Depolarisation, die den Schwellenwert (+40 mV) erreicht.

Ionenkanäle

Abgestuftes Potenzial: Abgestuftes Potential wird durch ligandengesteuerte Ionenkanäle erzeugt.

Aktionspotential: Aktionspotential wird durch spannungsgesteuerte Ionenkanäle erzeugt.

Distanz

Abgestuftes Potenzial: Abgestuftes Potenzial kann über kurze Distanzen übertragen werden.

Aktionspotential: Aktionspotentiale können über große Entfernungen übertragen werden.

Stärke

Abgestuftes Potenzial: Das abgestufte Potenzial kann während der Übertragung seine Stärke verlieren.

Aktionspotential: Das Aktionspotential verliert während der Übertragung nicht an Stärke.

Zusatz

Abgestuftes Potenzial: Zwei abgestufte Potenziale können addiert werden.

Aktionspotential: Zwei Aktionspotentiale können nicht addiert werden.

Abschluss

Das abgestufte Potenzial und das Aktionspotenzial sind zwei Arten von Membranpotenzialen, die bei der Übertragung von Signalen in den Nervenzellen erzeugt werden können. Ein abgestuftes Potenzial besteht aus einer geringeren Amplitude als das Aktionspotenzial. Daher zerfällt es während der Übertragung. Aktionspotentiale zerfallen jedoch während der Übertragung nicht. Der Hauptunterschied zwischen abgestuftem Potenzial und Aktionspotenzial besteht in den Eigenschaften der einzelnen Arten von Membranpotenzialen.

Referenz:

1. „2014 Neuronale Kommunikation.“ Abgestufte Potenziale, hier verfügbar.2.„Brent Cornell.“ Aktionspotenzial | BioNinja, hier erhältlich.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „1223 Graded Potentials-02“ von OpenStax (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia2. „Aktionspotenzial“ Von Original von en:User:Chris 73, aktualisiert von en:User:Diberri, konvertiert in SVG von tiZom – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia