المقدرة المتدرجة مقابل إمكانات العمل
تظهر جميع خلايا الجسم إمكانات غشاء ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى التوزيع غير المتكافئ لأيونات الصوديوم والكلوريد والبوتاسيوم وأيضًا بسبب اختلاف نفاذية غشاء البلازما لهذه الأيونات. ينتج عن جهد الغشاء هذا شحنات موجبة وسالبة عبر الغشاء. الخلايا العصبية وخلايا العضلات نوعان من الخلايا الخاصة التي طورت استخدامًا خاصًا لإمكانات الغشاء. يمكن أن يخضعوا لتقلبات عابرة وسريعة في إمكانات الغشاء بسبب المنبهات. هذه التغييرات تؤدي في النهاية إلى إشارات كهربائية. تستخدم الخلايا العصبية هذه الإشارات لتلقي الرسائل ومعالجتها وبدءها ونقلها بينما تستخدمها الخلايا العضلية لبدء الانقباضات.هناك نوعان من الأشكال الأساسية للإشارات الكهربائية ، والتي تستخدمها الخلايا العصبية لنقل الرسائل ، وهما الجهد المتدرج وإمكانات الفعل.
إمكانات متدرجة
الجهد المتدرج هو تغيير عابر صغير في إمكانات الغشاء يحدث بدرجات أو درجات متفاوتة من الحجم أو القوة. تنتج الجهود المتدرجة عن تنشيط فئة من بروتينات القناة تسمى "القنوات الأيونية المسورة" ويمكن إنشاؤها إما في الأعصاب الحسية أو الحركية وتبدأ عملية النفاذية. تسمح القناة الأيونية المسورة بشكل انتقائي بانتشار أيونات معينة من خلالها. عندما يسمح بنشره ، يكون مفتوحًا ، وعندما لا يسمح بذلك ، يتم إغلاقه. لذلك فإن القناة الأيونية المسورة تتصرف مثل الباب الذي يمكن فتحه أو غلقه.
يختلف مقدار القنوات الأيونية المستجيبة اعتمادًا على قوة التحفيز ؛ وبالتالي يؤدي التحفيز القوي إلى فتح المزيد من القنوات الأيونية. إذا تم فتح المزيد من القنوات الأيونية ، فسوف تنتشر المزيد من الأيونات عبر غشاء البلازما ، مما يتسبب في حدوث تغيير أكبر في إمكانات الغشاء.
إمكانات العمل
إمكانات العمل هي تغييرات قصيرة وسريعة وكبيرة في إمكانات الغشاء ويتم إنتاجها في خلايا قابلة للاستثارة (العصب والعضلات) عندما يتم تغيير إمكانات الراحة. يتضمن جهد الفعل الفردي جزءًا صغيرًا فقط من غشاء الخلية الكلي القابل للاستثارة وينتشر عبر باقي غشاء الخلية دون أي انخفاض في قوة الإشارة.
خلال جهد الفعل ، تنعكس إمكانات الغشاء بشكل عابر. عندما يصل نزع الاستقطاب إلى الحد الأدنى المحتمل ، فإنه سينتج عنه جهد فعل. ينتج جهد الفعل عن فئة من القنوات الأيونية تسمى القنوات الأيونية ذات الجهد الكهربي. تم العثور على هذه القنوات الأيونية في كل من الخلايا العصبية وخلايا العضلات. في الخلايا العصبية ، يتم استخدام قناتين مختلفتين من أيونات الجهد لإنشاء جهد فعل ، أي ، بوابات الجهد Na+قنوات وبوابة الجهد K+القنوات. تفتح هذه القنوات وتغلق استجابةً للتغيرات في إمكانات الغشاء ، وتتحكم في تدفق الأيونات عن طريق السماح لها بشكل انتقائي بالتحرك عبرها.
ما هو الفرق بين الإمكانيات المقدرة وإمكانات العمل؟
• تعمل إمكانات العمل كإشارات بعيدة المدى بينما تعمل الجهود المتدرجة كإشارات قصيرة المدى.
• الإمكانات المتدرجة هي تغييرات صغيرة في إمكانات الغشاء يمكن أن تعزز أو تلغي بعضها البعض. في المقابل ، فإن جهود الفعل عبارة عن تغييرات كبيرة (100 مللي فولت) في إمكانات الغشاء يمكن أن تكون بمثابة إشارات بعيدة المدى.
• يؤدي تنشيط القنوات الأيونية المسورة إلى إمكانية متدرجة بينما يؤدي تنشيط القنوات الأيونية ذات الجهد الكهربائي إلى إمكانية الفعل.
• صافي حركة Na+، Cl-، أو Ca2 +عبر ينتج غشاء البلازما جهدًا متدرجًا. تنتج الحركة المتسلسلة لـ Na+إلى و K+خارج الخلية عبر القنوات ذات الجهد الكهربي جهد فعل.
• تختلف مدة الإمكانات المتدرجة باختلاف مدة الحدث المحفز أو التحفيز بينما تكون مدة إمكانات الفعل ثابتة.
• يحدث جهد الفعل في مناطق الغشاء مع وفرة من القنوات ذات بوابات الجهد بينما تحدث الجهد المتدرج في مناطق الغشاء المصممة للاستجابة لحدث التحفيز.
