關鍵區別-靜息電位與動作電位
神經元被認為是神經系統的結構單位。它涉及細胞間通訊過程中不同神經**的傳遞。神經元在不同離子的參與下以電化學方式發送信息。換句話說,化學物質是帶電的。最重要的離子是鈉、鉀、鈣和氯化物。這些離子在神經細胞周圍的膜上運動會產生兩種類型的電位(電壓差);靜息電位和動作電位。靜息電位發生在神經元處於靜止狀態且沒有脈衝傳遞的情況下。靜息電位可以定義為神經元靜止時內外電壓的差值。當信號沿著神經元的軸突傳遞時,就會產生動作電位。因此,動作電位可以定義為信號通過軸突傳遞時的電位變化。神經元(特別是軸突)的膜電位隨著快速的上升和下降而波動。這就是靜息電位和動作電位的關鍵區別。
目錄
1. 概述和主要區別
2. 什麼是靜息電位
3. 什麼是動作電位
4. 靜息電位與動作電位的相似性
5. 並列比較-靜息電位與動作電位的表格形式
6. 摘要
什麼是靜息電位(resting potential)?
靜息電位是神經元靜止時發生的一種現象。簡單地說,當神經元不參與發送任何神經脈衝或信號時,就會產生靜息電位。這種情況被稱為神經元處於“靜止”狀態的靜息電位。在這種情況下,神經元的膜上含有不同的電荷。與膜的外部區域相比,膜的內部帶更多的負電荷。這種電荷的差異通常是平衡的,因為不同的離子通過膜向任何方向交換;向內或向外。
然而,在靜止電位期間,電荷平衡不會發生,因為膜中存在的離子通道不允許某些離子通過。它只提供鉀離子的通道,並抑制Cl-離子(氯化物)和Na+離子(鈉)的運動。此外,膜還抑制了負電荷的蛋白質分子的通過,這些分子在神經元內存在。這些離子通道被稱為選擇性離子通道。
除了這些通道外,還有一個離子泵,它涉及跨膜的Na+離子和K+離子的交換。這臺泵的工作原理是利用能量。當它工作時,它允許兩個鉀離子交換進入神經元,三個鈉離子交換出神經元。這種泵被稱為陽離子主動泵。靜息電位時,神經元內鉀離子增多,神經元外鈉離子增多。
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圖01:靜息電位
一旦所有的電荷力最終被平衡,就可以測量靜息電位的電壓(神經元內部和外部之間的電壓差)。正常情況下,神經元的靜息電位為-70毫伏。
什麼是動作電位(action potential)?
動作電位發生在神經元傳遞脈衝時。在這種信號傳輸過程中,神經元(特別是軸突)的膜電位(細胞內外電位的差異)會隨著快速的上升和下降而波動。動作電位不僅僅發生在神經元中。它存在於其他各種可興奮的細胞中,如肌肉細胞、內分泌細胞和一些植物細胞。在動作電位過程中,神經衝動的傳遞沿著神經元的軸突進行,直到位於軸突末端的突觸結節。動作電位的主要作用是促進細胞間的交流。
動作電位通常是由去極化電流產生的。由於鉀離子通道的開放時間較長,導致動作電位的電壓超過-70毫伏。但是當Na+離子通道關閉時,這個值會回到-70mV。這些情況分別稱為超極化和復極化。
動作電位通常是由去極化電流產生的。換句話說,一個產生動作電位的**會使神經元的靜息電位降低到0毫伏,再下降到-55毫伏。這被稱為閾值。除非神經元達到閾值,否則不會產生動作電位。與靜息電位類似,動作電位是由於不同離子穿過神經元膜而產生的。最初,鈉離子通道被打開以響應**。有人提到,在靜息電位期間,神經元內部帶更多的負電荷,外部含有更多的Na+離子。由於動作電位過程中Na+離子通道的開放,更多的Na+離子會穿過細胞膜進入神經元。由於鈉離子的+ve電荷,膜帶更多的正電荷並去極化。
![靜息電位(resting potential)和動作電位(action potential)的區別2 靜息電位(resting potential)和動作電位(action potential)的區別](https://ww1.sinaimg.cn/large/007Ys3FFgy1h1o4upxga9j308w0cn0t0.jpg)
圖02:動作電位
這種去極化被鉀離子通道的開放所逆轉,這種通道將大量的鉀離子移出神經元。一旦鉀離子通道打開,鈉離子通道就會關閉。由於鉀離子通道的開放時間較長,導致動作電位的電壓超過-70毫伏。這種情況被稱為超極化。但是當Na+離子通道關閉時,這個值會回到-70mV。這就是所謂的復極。
什麼是靜息電位與動作電位的相似性(the similarity between resting potential and action potential)?
- 由於不同的電位和離子的作用,神經元的跨膜電位發生了變化
靜息電位(resting potential)和動作電位(action potential)的區別
靜息電位vs動作電位 | |
靜息電位是當神經元不傳輸信號時,穿過神經元膜的電壓差。 | 動作電位是神經元膜沿軸突傳遞信號時的電壓差。 |
發生 | |
靜息電位發生在神經元不參與發送任何神經脈衝或信號時。 | 當信號沿著神經元傳遞時,就會產生動作電位。 |
電壓 | |
-70mV是靜息電位。 | +40mV是動作電位。 |
離子 | |
當靜息電位出現時,神經元外Na+離子增多,K+離子減少。 | 當動作電位發生時,神經元內Na+離子增多,K+離子減少。 |
總結 - 靜息電位(resting potential) vs. 動作電位(action potential)
靜息電位發生在神經元不參與發送任何神經脈衝或信號時。與膜的外部區域相比,膜的內部帶更多的負電荷。靜息電位時,神經元內鉀離子增多,神經元外鈉離子增多。正常情況下,神經元的靜息電位為-70毫伏。動作電位是信號沿軸突傳遞時的膜電位。動作電位通常是由去極化電流產生的。由於鉀離子通道的開放時間較長,導致動作電位的電壓超過-70毫伏。但是當Na+離子通道關閉時,這個值會回到-70mV。這些情況分別稱為超極化和復極化。這就是靜息電位和動作電位的區別。
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引用
1.大英百科全書的編輯。《休息潛力》。大英百科全書,百科全書,不列顛百科全書,2017年11月17日。可在這裡找到2.White,John A.“行動潛能”,《人腦百科全書》,2002年,第1–12頁。,doi:10.1016/b0-12-227210-2/00004-23。“神經元動作電位:大腦信號的產生。”汗學院。可在此處提供
2.懷特,約翰A.《行動潛能》,人腦百科全書,2002年,第1-12頁。,doi:10.1016/b0-12-227210-2/00004-2