Verschil tussen depolarisatie en herpolarisatie

De grootste verschil tussen depolarisatie en repolarisatie is dat de depolarisatie is het verlies van membraanpotentiaal als gevolg van de verandering van de polarisatie van het celmembraan, terwijl repolarisatie het herstel van de rustende membraanpotentiaal is na elke depolarisatiegebeurtenis. Verder is het binnenmembraan tijdens depolarisatie minder negatief geladen, terwijl de negatieve lading van het binnenmembraan tijdens repolarisatie wordt hersteld. 

Depolarisatie en repolarisatie zijn twee opeenvolgende gebeurtenissen die optreden in het celmembraan tijdens de overdracht van zenuwimpulsen. 

Sleutelbegrippen 

1. Wat is Depolarisatie
     - Definitie, resterend membraanpotentiaal, actiepotentiaal
2. Wat is herpolarisatie
     - Definitie, Kaliumkanalen, Belang
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen depolarisatie en herpolarisatie
     - Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het verschil tussen depolarisatie en herpolarisatie
     - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen

Actiepotentiaal, depolarisatie, kaliumkanalen, herpolarisatie, rustend membraanpotentiaal, natriumkanalen

Wat is Depolarisatie 

Depolarisatie is de verandering in het membraanpotentiaalpotentieel naar een meer positieve waarde. De rustende membraanpotentiaal is de potentiaal over het celmembraan in rust, wat -70 mV is. Dit betekent dat het binnenste van de cel meer negatief geladen is vergeleken met de buitenkant van de cel. De rustende membraanpotentiaal wordt onderhouden door: 

1. de continue diffusie van kaliumionen uit de cel; 
2. de werking van de natrium-kaliumpomp, die 3 natriumionen uit de cel pompt terwijl er twee kaliumionen in de cel worden gebracht; en  
3. de aanwezigheid van meer negatief geladen ionen zoals eiwitten en fosfaationen in het inwendige van de cel.

   Figuur 1: Genereren van een actiepotentiaal

Wanneer een actiepotentieel wil vuren, wordt een depolarisatiestroom gegenereerd door de opening van natriumkanalen, waardoor meer natriumionen de cel kunnen binnengaan. Dit resulteert in de afname van de negatieve lading in het inwendige van de cel. Wanneer de membraanpotentiaal -55 mV bereikt, wordt het actiepotentiaal geactiveerd. Tijdens de overdracht van een zenuwimpuls in de vorm van een actiepotentiaal, is de membraanpotentiaal over het celmembraan +30 mV.  

Wat is herpolarisatie 

Repolarisatie is de gebeurtenis waardoor de membraanpotentiaal opnieuw wordt omgezet in de rustende membraanpotentiaal, volgend op de depolarisatie van het celmembraan. Na depolarisatie worden de natriumkanalen, die de minder negatieve lading binnenin veroorzaken, gesloten terwijl de kaliumkanalen worden geopend vanwege de aanwezigheid van meer positieve ionen aan de binnenkant. Dit resulteert in de verplaatsing van kaliumionen uit de cel, waardoor het binnenste van de cel negatiever wordt. Ten slotte herstelt het repolarisatieproces de rustende membraanpotentiaal. 

Figuur 2: Beweging van ionen tijdens een actiepotentieel

Repolarisatie veroorzaakt geen mechanische activiteit door te signaleren naar de effectororganen zoals spieren, in tegenstelling tot tijdens de depolarisatiegebeurtenis. Repolarisatie is echter essentieel om het celmembraan klaar te maken voor de overdracht van een tweede zenuwimpuls door voor de tweede keer te depolariseren. 

Overeenkomsten tussen Depolarisatie en Repolarisatie 

• Depolarisatie en repolarisatie zijn twee gebeurtenissen die optreden op het celmembraan van zenuwcellen tijdens de overdracht van een zenuwimpuls. 
• Beide worden geregeld door het openen en sluiten van ionkanalen. 
• Natrium-kaliumpomp is actief tijdens beide evenementen. 

Verschil tussen depolarisatie en herpolarisatie 

Definitie 

Depolarisatie verwijst naar de verplaatsing van de membraanpotentiaal van een cel naar een meer positieve waarde, terwijl repolarisatie verwijst naar de verandering in membraanpotentiaal, terugkerend naar een negatieve waarde. 

Verandering in het Membraanpotentieel 

Het binnenmembraan wordt minder negatief tijdens depolarisatie, terwijl repolarisatie het binnenmembraan negatief maakt. 

Membraanpotentieel 

Terwijl depolarisatie de membraanpotentiaal verhoogt, verlaagt repolarisatie de membraanpotentiaal en herstelt de rustende membraanpotentiaal. 

Actiepotentiaal 

Depolarisatie vergemakkelijkt het afvuren van een actiepotentiaal terwijl repolarisatie het vuren van een actiepotentiaal voorkomt. 

Ion-kanalen 

Het openen van natriumkanalen veroorzaakt depolarisatie, terwijl het sluiten van natriumkanalen en de opening van de kaliumionkanalen repolarisatie veroorzaken.  

Belang 

Terwijl depolarisatie leidt tot stimulerende effectororganen zoals spiercontracties, resulteert repolarisatie niet in de stimulatie van het effectorgaan. 

Conclusie 

Depolarisatie is het proces waardoor de rustende membraanpotentiaal wordt verlaagd, waardoor het vuren van een actiepotentiaal wordt vergemakkelijkt. Repolarisatie is echter het daaropvolgende proces waardoor de rustende membraanpotentiaal wordt hersteld. De opening van natriumkanalen is verantwoordelijk voor de depolarisatie van het celmembraan terwijl de opening van de kaliumkanalen verantwoordelijk is voor de herpolarisatie. Het belangrijkste verschil tussen depolarisatie en repolarisatie is de invloed op het membraanpotentiaal. 

Referentie:

1. Emily. "Vraag en antwoord: Neuron Depolarisatie, Hyperpolarisatie en Actiepotentialen." Khan Academy, Khan Academy, hier beschikbaar
2. Samuel, Leslie. "010 Repolarisatie: fase 2 van het actiepotentiaal." Interactieve biologie, met Leslie Samuel, interactieve biologie, met Leslie Samuel, 10 januari 2016, hier beschikbaar

Afbeelding met dank aan:

1. "1221 Action Potential" door OpenStax (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia 
2. "Het proces van hoe actiepotentiaal door een neuron gaat" door Giovanni Guerra - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia