Potencjały działania

Potencjał czynnościowy, specyficzna zmiana ładunku przez błonę komórkową, jest podstawowym sposobem rozchodzenia się sygnałów elektrycznych w układzie nerwowym.

Neurony zazwyczaj mają potencjał spoczynkowy około minus 70 miliwoltów. Kiedy odbierają sygnały, takie jak neuroprzekaźniki, ich potencjał błonowy może ulegać hiperpolaryzacji, zmniejszać się lub depolaryzować, zwiększać.

Kiedy neuron jest zdepolaryzowany do potencjału progowego, punktu, w którym wyzwaany jest potencjał czynnościowy, kanały sodowe bramkowane napięciem otwierają się z powodu aktywności pompy sodowo-potasowej. Na zewnątrz neuronów występuje większe stężenie jonów sodu, a wewnątrz większe stężenie jonów potasu. Dlatego, gdy otwierają się kanały sodowe, sód wpada do środka w dół swojego gradientu.

Napływ ładunku dodatniego gwałtownie zwiększa potencjał błony do około plus 40 miliwoltów, czyli szczytu potencjału czynnościowego. Kanały sodowe następnie dezaktywują się, zapobiegając napływowi większej ilości sodu. Ponadto kanały potasowe bramkowane napięciem otwierają się teraz, umożliwiając przepływ potasu w dół gradientu, zmniejszając potencjał błony. Membrana staje się na krótko hiperpolaryzowana, zwana okresem ogniotrwałym, co znacznie zmniejsza szansę na nowy potencjał czynnościowy do czasu przywrócenia potencjału spoczynkowego.

W zmielinizowanych aksonach potencjał czynnościowy jest regenerowany w każdym węźle Ranviera, co pozwala na niezawodne i szybkie przesyłanie sygnału na duże odległości.