ความแตกต่างที่สำคัญ – ศักยภาพในการพักผ่อนเทียบกับศักยภาพในการดำเนินการ
เซลล์ประสาทถือเป็นหน่วยโครงสร้างของระบบประสาท มันเกี่ยวข้องกับการส่งตัวกระตุ้นเส้นประสาทที่แตกต่างกันระหว่างการสื่อสารระหว่างเซลล์กับเซลล์ เซลล์ประสาทส่งข้อความทางไฟฟ้าเคมีโดยมีส่วนร่วมของไอออนต่างๆ กล่าวอีกนัยหนึ่ง สารเคมีที่มีประจุไฟฟ้าที่เป็นไอออนทำให้เกิดสัญญาณ ไอออนที่สำคัญที่สุดคือโซเดียม โพแทสเซียม แคลเซียม และคลอไรด์ การเคลื่อนที่ของไอออนเหล่านี้ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ที่ล้อมรอบเซลล์ประสาททำให้เกิดศักย์ไฟฟ้าสองประเภท (ความต่างศักย์ไฟฟ้า) ศักยภาพในการพักผ่อนและศักยภาพในการดำเนินการศักยภาพในการพักผ่อนเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ประสาทหยุดนิ่งและไม่มีการส่งแรงกระตุ้นเกิดขึ้น ศักยภาพในการพักผ่อนสามารถกำหนดเป็นความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างภายในและภายนอกของเซลล์ประสาทเมื่อเซลล์ประสาทอยู่นิ่ง ศักยภาพในการดำเนินการเกิดขึ้นเมื่อสัญญาณถูกส่งไปตามซอนของเซลล์ประสาท ดังนั้นศักย์การกระทำจึงสามารถกำหนดได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าเมื่อการส่งสัญญาณเกิดขึ้นผ่านซอน ศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท (โดยเฉพาะแอกซอน) ผันผวนตามการเพิ่มขึ้นและลดลงอย่างรวดเร็ว นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างศักยภาพในการพักผ่อนและศักยภาพในการดำเนินการ
ศักยภาพในการพักคืออะไร
การพักตัวเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ประสาทเมื่ออยู่นิ่ง ในแง่ง่ายๆ ศักยภาพในการพักผ่อนเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ประสาทไม่เกี่ยวข้องกับการส่งแรงกระตุ้นหรือสัญญาณของเส้นประสาท เงื่อนไขดังกล่าวเรียกว่าศักยภาพในการพักผ่อนโดยที่เซลล์ประสาทอยู่ใน 'พัก' ในช่วงสภาวะนี้ เยื่อหุ้มเซลล์ประสาทจะมีประจุต่างกันบริเวณด้านในของเมมเบรนจะมีประจุเป็นลบมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับประจุของบริเวณด้านนอกของเมมเบรน โดยปกติความแตกต่างของประจุจะสมดุลกันเนื่องจากการแลกเปลี่ยนไอออนที่แตกต่างกันข้ามเมมเบรนไปยังทิศทางใดทิศทางหนึ่ง เข้าหรือออก
อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการพักประจุ ความสมดุลของประจุจะไม่เกิดขึ้น เนื่องจากช่องไอออนที่มีอยู่ในเมมเบรนไม่อนุญาตให้ผ่านไอออนบางตัว มันให้ทางผ่านไปยัง K+ (โพแทสเซียมไอออน) เท่านั้นและยับยั้งการเคลื่อนไหวของ Cl– ไอออน (คลอไรด์) และ Na ++ ไอออน (โซเดียม). นอกจากนี้ เยื่อหุ้มเซลล์ยังยับยั้งการเคลื่อนผ่านของโมเลกุลโปรตีนที่มีประจุลบและมีอยู่ภายในเซลล์ประสาท ช่องไอออนเหล่านี้เรียกว่าช่องไอออนแบบคัดเลือก
นอกจากช่องเหล่านี้แล้ว ยังมีปั๊มไอออนที่เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนไอออน Na+ และ K+ ไอออนข้ามเมมเบรน. ปั๊มนี้ทำงานโดยใช้พลังงานเมื่อใช้งานได้ จะช่วยให้แลกเปลี่ยนไอออน K+ สองไอออนในเซลล์ประสาทและ Na+ ไอออนออกจากเซลล์ประสาทในแต่ละครั้ง ปั๊มนี้เรียกว่าปั๊มประจุบวก ในระหว่างการพักฟื้น จะมีไอออน K+ จำนวนมากขึ้นภายในเซลล์ประสาท และ Na+ มีไอออนอยู่นอกเซลล์ประสาท
รูปที่ 01: ศักยภาพในการพัก
ความต่างศักย์ของศักย์พัก (ความแตกต่างของแรงดันไฟระหว่างภายนอกและภายในของเซลล์ประสาท) จะถูกวัดเมื่อพลังของประจุทั้งหมดสมดุลกันในที่สุด ในสภาวะปกติ ศักยภาพในการพักผ่อนของเซลล์ประสาทคือ -70 mV
ศักยภาพการดำเนินการคืออะไร
ศักยภาพในการดำเนินการเกิดขึ้นภายในเซลล์ประสาทเมื่อเซลล์ประสาทส่งแรงกระตุ้นในระหว่างการส่งสัญญาณนี้ ศักย์ของเมมเบรน (ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างภายนอกและภายในเซลล์) ของเซลล์ประสาท (โดยเฉพาะแอกซอน) จะผันผวนตามการเพิ่มขึ้นและลดลงอย่างรวดเร็ว ศักยภาพของการกระทำไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์ประสาทเท่านั้น เกิดขึ้นในเซลล์อื่นๆ ที่กระตุ้นได้ เช่น เซลล์กล้ามเนื้อ เซลล์ต่อมไร้ท่อ และในเซลล์พืชบางชนิด ระหว่างศักยภาพในการดำเนินการ การส่งกระแสประสาทของแรงกระตุ้นจะเกิดขึ้นตามซอนของเซลล์ประสาทจนถึงปุ่มซินแนปติก ซึ่งอยู่ที่ส่วนท้ายของซอน บทบาทหลักของศักยภาพในการดำเนินการคือการอำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างเซลล์
โดยปกติแล้ว ศักยภาพในการดำเนินการจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากกระแสสลับขั้ว เนื่องจากการเปิดช่องไอออน K+ เป็นเวลานานทำให้แรงดันไฟฟ้าของศักย์ไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่าน -70 mV แต่เมื่อช่องไอออน Na+ ปิดลง ค่านี้จะถูกนำกลับไปที่ -70mV เงื่อนไขเหล่านี้เรียกว่าไฮเปอร์โพลาไรเซชันและรีโพลาไรเซชันตามลำดับ
โดยปกติแล้ว ศักยภาพในการดำเนินการจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากกระแสสลับขั้ว กล่าวอีกนัยหนึ่ง สิ่งเร้าที่สร้างศักยภาพในการดำเนินการทำให้ศักยภาพในการพักผ่อนของเซลล์ประสาทลดลงได้ถึง 0mV และลดลงอีกจนถึงค่า -55mV สิ่งนี้เรียกว่าค่าเกณฑ์ เว้นแต่เซลล์ประสาทจะถึงค่าเกณฑ์ ศักยภาพในการดำเนินการจะไม่ถูกสร้างขึ้น คล้ายกับศักย์พัก ศักยะงานเกิดขึ้นเนื่องจากการข้ามของไอออนต่าง ๆ ข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท ในขั้นต้น ช่องไอออน Na+ จะเปิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้า มันถูกกล่าวว่าในระหว่างการพักศักยภาพ ภายในของเซลล์ประสาทมีประจุลบมากกว่าและมีไอออนภายนอก Na+ มากขึ้น เนื่องจากการเปิดช่องไอออน Na+ ในระหว่างการดำเนินการ ไอออน Na+ จะพุ่งเข้าไปในเซลล์ประสาทผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ เนื่องจากประจุ + ve ของโซเดียมไอออน เมมเบรนจะมีประจุบวกมากขึ้นและเกิดการขั้ว
รูปที่ 02: ศักยภาพในการดำเนินการ
การสลับขั้วนี้กลับกันโดยการเปิดช่องไอออน K+ ที่ย้ายจำนวนไอออน K+ ออกจากเซลล์ประสาทที่สูงขึ้น. เมื่อช่องไอออน K+ เปิด ช่องไอออน Na+ จะปิดลง เนื่องจากการเปิดช่องไอออน K+ เป็นเวลานานทำให้แรงดันไฟฟ้าของศักย์ไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่าน -70 mV ภาวะนี้เรียกว่าไฮเปอร์โพลาไรเซชัน แต่เมื่อช่องไอออน Na+ ปิดลง ค่านี้จะถูกนำกลับไปที่ -70mV สิ่งนี้เรียกว่าการรีโพลาไรเซชัน
ความคล้ายคลึงกันระหว่างศักยภาพการพักและศักยภาพการดำเนินการ
ศักยภาพพักและศักยะงานเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของไอออนต่าง ๆ ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท
ความแตกต่างระหว่างศักยภาพในการพักและศักยภาพในการดำเนินการคืออะไร
ศักยภาพในการพักผ่อนเทียบกับศักยภาพในการดำเนินการ |
|
| ศักย์พักคือความต่างศักย์ไฟฟ้าข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทเมื่อไม่ได้ส่งสัญญาณ | ศักยภาพในการดำเนินการคือความต่างศักย์ไฟฟ้าข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทเมื่อส่งสัญญาณไปตามซอน |
| เกิดขึ้น | |
| ศักยภาพในการพักตัวเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ประสาทไม่เกี่ยวข้องกับการส่งแรงกระตุ้นหรือสัญญาณของเส้นประสาท | ศักยภาพในการดำเนินการเกิดขึ้นเมื่อส่งสัญญาณไปตามเซลล์ประสาท |
| แรงดัน | |
| -70mV คือศักยภาพที่จะได้พัก | +40mV คือศักยภาพในการดำเนินการ |
| ไอออน | |
| เพิ่มเติม Na+ ไอออนและน้อยกว่า K+ ไอออนนอกเซลล์ประสาทเมื่อศักยภาพในการพักผ่อนเกิดขึ้น | เพิ่มเติม Na+ และน้อยกว่า K+ ไอออนภายในเซลล์ประสาทเมื่อศักยภาพในการดำเนินการเกิดขึ้น |
สรุป – ศักยภาพในการพักผ่อนเทียบกับศักยภาพในการดำเนินการ
ศักยภาพในการพักตัวเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ประสาทไม่เกี่ยวข้องกับการส่งแรงกระตุ้นหรือสัญญาณของเส้นประสาท บริเวณด้านในของเมมเบรนจะมีประจุเป็นลบมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับประจุของบริเวณด้านนอกของเมมเบรน ในระหว่างการพักฟื้น จะมีไอออน K+ มากขึ้นภายในเซลล์ประสาท และมีไอออน Na+ อยู่นอกเซลล์ประสาท ในสภาวะปกติ ศักยภาพในการพักผ่อนของเซลล์ประสาทคือ -70 mV ศักย์แอคชันคือศักย์ของเมมเบรนเมื่อมีการส่งสัญญาณเกิดขึ้นตามแนวแอกซอนโดยปกติ ศักย์การดำเนินการจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากกระแสสลับขั้ว เนื่องจากการเปิดช่องไอออน K+ เป็นเวลานานทำให้แรงดันไฟฟ้าของศักย์ไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่าน -70 mV แต่เมื่อช่องไอออน Na+ ปิดลง ค่านี้จะถูกนำกลับไปที่ -70mV เงื่อนไขเหล่านี้เรียกว่าไฮเปอร์โพลาไรเซชันและรีโพลาไรเซชันตามลำดับ นี่คือความแตกต่างระหว่างศักยภาพในการพักผ่อนและศักยภาพในการดำเนินการ
ดาวน์โหลดเวอร์ชัน PDF ของศักยภาพในการพักผ่อนเทียบกับศักยภาพในการดำเนินการ
คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ PDF ของบทความนี้และใช้เพื่อวัตถุประสงค์ออฟไลน์ตามหมายเหตุอ้างอิง โปรดดาวน์โหลดไฟล์ PDF ที่นี่: ความแตกต่างระหว่างศักยภาพในการพักผ่อนและศักยภาพในการดำเนินการ