Differenza tra depolarizzazione e iperpolarizzazione

Differenza principale - Depolarizzazione vs iperpolarizzazione

La trasmissione dei segnali nel sistema nervoso avviene sotto forma di impulsi elettrici. Questi impulsi elettrici sono generati sulla membrana delle cellule nervose. Diversi tipi di canali ionici sono coinvolti nella trasmissione di impulsi elettrici attraverso le cellule nervose. Tipicamente, la concentrazione di ioni sodio all'esterno della membrana delle cellule nervose è elevata mentre la concentrazione degli ioni di potassio all'interno della membrana delle cellule nervose è elevata. Il potenziale in questa fase è noto come potenziale di membrana a riposo. Depolarizzazione e iperpolarizzazione sono due varianti del potenziale di membrana a riposo. Il differenza principale tra depolarizzazione e iperpolarizzazione è quello la depolarizzazione si riferisce a una diminuzione del potenziale di membrana a riposo mentre l'iperpolarizzazione si riferisce ad un aumento del potenziale di membrana a riposo. 

Aree chiave coperte

1. Cos'è la depolarizzazione
      - Definizione, Evento, Ruolo
2. Cos'è l'iperpolarizzazione
      - Definizione, Evento, Ruolo
3. Quali sono le somiglianze tra depolarizzazione e iperpolarizzazione
      - Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra depolarizzazione e iperpolarizzazione
      - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: Potenziale di azione, depolarizzazione, iperpolarizzazione, potenziale di membrana a riposo, sodio ionici, soglia

Cos'è la depolarizzazione

La depolarizzazione si riferisce alla perdita di polarizzazione causata dal cambiamento della permeabilità degli ioni sodio. Ciò porta alla migrazione degli ioni sodio all'interno di una cellula nervosa o di una cellula muscolare. Il potenziale quando un neurone è a riposo è noto come potenziale di riposo. Il potenziale di membrana a riposo è -70 mV. Tuttavia, quando un segnale trasmette attraverso un neurone, un potenziale d'azione viene creato da una corrente depolarizzante. La corrente depolarizzante è generata dall'apertura di canali ionici di sodio. Gli ioni di sodio migrano all'interno della cellula dall'esterno. Quando il potenziale di membrana raggiunge -55 mV, viene generato il potenziale d'azione. Il -55 mV è chiamato la soglia. Il potenziale di membrana al potenziale d'azione è +30 mV. Il cambiamento nel potenziale di membrana durante la depolarizzazione è mostrato in Figura 1.

Figura 1: depolarizzazione

Poiché il potenziale d'azione è un valore fisso, anche il potenziale depolarizzante è un valore fisso. I potenziali di membrana che sono inferiori ai potenziali depolarizzanti sono chiamati potenziali graduati. I potenziali graduati decadono durante la trasmissione, mentre i potenziali d'azione non perdono la loro forza durante la trasmissione.

Cos'è l'iperpolarizzazione

L'iperpolarizzazione si riferisce ad un aumento della quantità di carica elettrica, rendendo il potenziale di membrana a riposo più negativo. L'iperpolarizzazione è l'opposto della depolarizzazione. Poiché aumenta la carica negativa all'esterno della membrana, l'inizio di un potenziale d'azione è impedito dall'iperpolarizzazione. L'iperpolarizzazione si verifica a causa dell'apertura degli ioni di potassio. Gli ioni di potassio migrano all'esterno della cellula mentre gli ioni cloruro migrano all'interno della cellula. Il movimento degli ioni durante il potenziale di riposo, depolarizzazione e iperpolarizzazione sono mostrati in figura 2.

Figura 2: movimento degli ioni durante il potenziale di riposo, depolarizzazione e iperpolarizzazione

Le cellule nervose entrano in uno stato di iperpolarizzazione in seguito a un potenziale di azione. Il periodo refrattario è il tempo tra due potenziali di azione. L'iperpolarizzazione è uno degli eventi che si verificano nel periodo refrattario.

Somiglianze tra depolarizzazione e iperpolarizzazione

• Sia la depolarizzazione che l'iperpolarizzazione sono due alterazioni del potenziale di membrana a riposo.
• Sia la depolarizzazione che l'iperpolarizzazione sono causate dall'apertura di canali ionici.

Differenza tra depolarizzazione e iperpolarizzazione

Definizione

Depolarizzazione: Depolarizzazione si riferisce alla perdita di polarizzazione, che è causata dal cambiamento della permeabilità degli ioni sodio all'interno di una cellula nervosa o di una cellula muscolare.

iperpolarizzazione: L'iperpolarizzazione si riferisce ad un aumento della quantità di carica elettrica, rendendo il potenziale di membrana a riposo più negativo.

Differenza di carica

Depolarizzazione: La depolarizzazione rende l'esterno della membrana cellulare carico negativamente e l'interno della membrana caricato positivamente.

iperpolarizzazione: Iperpolarizzazione rende l'interno della membrana cellulare più caricato negativamente e l'esterno della membrana più positivamente-caricato rispetto al potenziale di membrana a riposo. 

Potenziale di membrana

Depolarizzazione: La depolarizzazione diminuisce il potenziale di membrana.

iperpolarizzazione: L'iperpolarizzazione aumenta il potenziale di membrana.

Canali ionici

Depolarizzazione: La depolarizzazione è causata dall'apertura di canali ionici di sodio.

iperpolarizzazione: L'iperpolarizzazione è causata dalla chiusura dei canali del sodio e dall'apertura dei canali del sodio.

Potenziale d'azione

Depolarizzazione: La depolarizzazione causa uno sparo di un potenziale d'azione.

iperpolarizzazione: L'iperpolarizzazione impedisce l'attivazione di un potenziale d'azione.

Conclusione

Depolarizzazione e iperpolarizzazione sono due tipi di potenziali di membrana che si verificano nella membrana cellulare delle cellule nervose. La depolarizzazione è una diminuzione del potenziale di membrana, che genera un potenziale di azione. L'iperpolarizzazione è un aumento del potenziale di membrana, che impedisce la generazione di un potenziale d'azione. La principale differenza tra depolarizzazione e iperpolarizzazione è il cambiamento nel potenziale di membrana in ciascun tipo di potenziali di membrana.

Riferimento:

1. "Potenziali d'azione". Potenziali d'azione, disponibili qui.
2. "Iperpolarizzazione: ultima fase del potenziale di azione". Biologia interattiva, con Leslie Samuel, 9 gennaio 2016, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "1221 Action Potential" di OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Attività del canale ionico prima durante e dopo la polarizzazione" di Robert Bear e David Rintoul - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia