Verschil tussen Depolarisatie en Hyperpolarisatie

Belangrijkste verschil - Depolarisatie versus hyperpolarisatie

De overdracht van signalen in het zenuwstelsel gebeurt in de vorm van elektrische impulsen. Deze elektrische impulsen worden gegenereerd op het membraan van de zenuwcellen. Verschillende soorten ionkanalen zijn betrokken bij de overdracht van elektrische impulsen door zenuwcellen. Kenmerkend is de natriumionconcentratie buiten het zenuwcelmembraan hoog, terwijl de concentratie van de kaliumionen binnen het zenuwcelmembraan hoog is. Het potentieel in dit stadium staat bekend als het rustende membraanpotentiaal. Depolarisatie en hyperpolarisatie zijn twee variaties van de rustende membraanpotentiaal. De grootste verschil tussen depolarisatie en hyperpolarisatie is dat depolarisatie verwijst naar een afname van de rustmembraanpotentiaal, terwijl hyperpolarisatie verwijst naar een toename in de rustmembraanpotentiaal. 

Key Areas Covered

1. Wat is Depolarisatie
      - Definitie, Voorkomen, Rol
2. Wat is hyperpolarisatie
      - Definitie, Voorkomen, Rol
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen depolarisatie en hyperpolarisatie
      - Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het verschil tussen depolarisatie en hyperpolarisatie
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: Actiepotentiaal, Depolarisatie, Hyperpolarisatie, Rustmembraanpotentieel, Natriumionen, Drempelwaarde

Wat is Depolarisatie

Depolarisatie verwijst naar het verlies van polarisatie dat wordt veroorzaakt door de verandering in de permeabiliteit van natriumionen. Dit leidt tot de migratie van natriumionen naar het inwendige van een zenuwcel of een spiercel. Het potentieel wanneer een neuron in rust is, staat bekend als rustpotentieel. De rustende membraanpotentiaal is -70 mV. Wanneer een signaal echter door een neuron zendt, wordt een actiepotentiaal gecreëerd door een depolariserende stroom. De depolariserende stroom wordt gegenereerd door de opening van natriumionkanalen. Natriumionen migreren van buitenaf in de cel. Wanneer de membraanpotentiaal -55 mV bereikt, wordt het actiepotentiaal gegenereerd. De -55 mV wordt de drempel genoemd. De membraanpotentiaal bij de actiepotentiaal is +30 mV. De verandering in het membraanpotentiaal tijdens depolarisatie is weergegeven in Figuur 1.

Figuur 1: Depolarisatie

Omdat actiepotentiaal een vaste waarde is, is het depolariserende potentieel ook een vaste waarde. De membraanpotentialen die kleiner zijn dan de depolariserende potentialen worden gradatiespotentialen genoemd. Graded potentials verval tijdens de transmissie, terwijl de actiepotentialen hun kracht niet verliezen tijdens de transmissie.

Wat is hyperpolarisatie

Hyperpolarisatie verwijst naar een toename van de hoeveelheid elektrische lading, waardoor de rustende membraanpotentiaal negatiever wordt. Hyperpolarisatie is het tegenovergestelde van de depolarisatie. Omdat het de negatieve lading buiten het membraan verhoogt, wordt het initiëren van een actiepotentiaal voorkomen door hyperpolarisatie. Hyperpolarisatie treedt op vanwege de opening van de kaliumionen. Kaliumionen migreren buiten de cel terwijl chloride-ionen binnen de cel migreren. De beweging van ionen tijdens rustpotentieel, depolarisatie en hyperpolarisatie worden getoond in Figuur 2.

Figuur 2: Beweging van ionen tijdens rustpotentieel, depolarisatie en hyperpolarisatie

Zenuwcellen komen in een hyperpolarisatietoestand na een actiepotentiaal. Refractaire periode is de tijd tussen twee actiepotentialen. Hyperpolarisatie is een van de gebeurtenissen die optreedt in de refractaire periode.

Overeenkomsten tussen Depolarisatie en Hyperpolarisatie

• Zowel depolarisatie als hyperpolarisatie zijn twee wijzigingen van de rustende membraanpotentiaal.
• Zowel depolarisatie als hyperpolarisatie worden veroorzaakt door het openen van ionkanalen.

Verschil tussen Depolarisatie en Hyperpolarisatie

Definitie

depolarisatie: Depolarisatie verwijst naar het verlies van polarisatie, dat wordt veroorzaakt door de verandering in de permeabiliteit van natriumionen naar het inwendige van een zenuwcel of een spiercel.

hyperpolarisatie: Hyperpolarisatie verwijst naar een toename van de hoeveelheid elektrische lading, waardoor de rustende membraanpotentiaal negatiever wordt.

Verschil laden

depolarisatie: Depolarisatie maakt de buitenkant van het celmembraan negatief geladen en het binnenste van het membraan positief geladen.

hyperpolarisatie: Hyperpolarisatie maakt het binnenste van het celmembraan meer negatief geladen en de buitenkant van het membraan positiever geladen in vergelijking met het membraanpotentiaal. 

Membraanpotentieel

depolarisatie: Depolarisatie vermindert het membraanpotentieel.

hyperpolarisatie: Hyperpolarisatie verhoogt het membraanpotentiaal.

Ion-kanalen

depolarisatie: Depolarisatie wordt veroorzaakt door het openen van natriumionkanalen.

hyperpolarisatie: Hyperpolarisatie wordt veroorzaakt door het sluiten van de natriumkanalen en de opening van de natriumkanalen.

Actiepotentiaal

depolarisatie: Depolarisatie veroorzaakt het afvuren van een actiepotentiaal.

hyperpolarisatie: Hyperpolarisatie voorkomt het afvuren van een actiepotentiaal.

Conclusie

Depolarisatie en hyperpolarisatie zijn twee soorten membraanpotentialen die in het celmembraan van zenuwcellen voorkomen. Depolarisatie is een afname van het membraanpotentieel, dat een actiepotentiaal genereert. Hyperpolarisatie is een toename van het membraanpotentiaal, wat het genereren van een actiepotentiaal voorkomt. Het belangrijkste verschil tussen depolarisatie en hyperpolarisatie is de verandering in de membraanpotentiaal in elk type membraanpotentiaal.

Referentie:

1. "Actiepotentialen." Actiepotentialen, hier beschikbaar.
2. "Hyperpolarisatie: laatste fase van het actiepotentieel." Interactieve biologie, met Leslie Samuel, 9 januari 2016, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "1221 Action Potential" door OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Ionenkanaalactiviteit vóór tijdens en na polarisatie" door Robert Bear en David Rintoul - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia