Potencjał czynnościowy , były i nadal nazywane impuls nerwowy , jest krótkie zdarzenia, w których potencjał elektryczny o komórce (szczególnie neuronów , lecz również innych pobudliwych komórek, takich jak mięśnie komórek endokrynnych komórek lub komórek roślinnych z sita rur z łyka ) wzrasta, a następnie szybko spada.
Błona ma selektywną przenikalność (patrz permeaza ), które mogą być modulowane za pomocą różnych czynników, takich jak jego stopnia polaryzacji lub neuroprzekaźniki , w odniesieniu do różnych jonów (w szczególności sodu Na + , potasowego K + , chloru Cl - i wapń Ca2 + ).
Wynikająca różnica stężeń jonów określa lokalną wartość potencjału transbłonowego.
W spoczynku istnieje potencjał transbłonowy około -70 mV : jest to potencjał spoczynkowy . Ponieważ membrana ma grubość 7 nm , odpowiada to polu elektrycznemu o wartości dziesięciu milionów woltów na metr.
Na potencjał czynnościowy składa się ciąg zdarzeń:
Potencjał czynnościowy trwa od 1 do 2 milisekund .
Geneza potencjału czynnościowego odbywa się na poziomie stożka wyłaniania , u podstawy ciała komórki neuronu (lub perikaryonu ) będącego sumowaniem stopniowanych potencjałów pochodzących z synaps zlokalizowanych wzdłuż dendrytów i na ciało komórki. :
Wszystkie potencjały czynnościowe o tej samej amplitudzie (+100mV), kodowanie impulsu nerwowego odbywa się zatem w modulacji częstotliwości .
Należy pamiętać, że opisane tu wartości są wartościami „idealnego” neuronu elektrofizjologów , mogą mieć bardzo różne wartości progu pobudliwości, potencjału spoczynkowego…
Potencjały czynnościowe rozchodzą się w procesie zasad jonowych.
Potencjały czynnościowe, spoczynkowe i stopniowane zależą od:
Inicjacja potencjału czynnościowego:
W spoczynku kanały wyciekowe są takie same jak te, które przepuszczają potas:
1) Depolaryzacja do potencjału progowego (V <V0):
2) Osiągnięty potencjał progowy (V = V0):
3) Maksymalny potencjał (V = V max ~ V Na + równowaga ):
4) Repolaryzacja do poziomu spoczynkowego:
5) Ale ...
⇒ Hiperpolaryzacja błony. 6) Stąd pojawienie się przejściowej hiperpolaryzacji (V<V0).
Bezwzględny okres refrakcji2 nd bodziec nie może wywołać 2 nd potencjału czynnościowego. Gdy membrana uległa depolaryzacji, potrzeba trochę czasu, zanim będzie można ją ponownie zdepolaryzować. Ten brak pobudliwości wynika z dużej liczby nadal nieaktywnych kanałów sodowych: nawet jeśli bodziec spowodował ich otwarcie, nadal są zablokowane.
Względny okres refrakcjiJest to okres, który występuje tuż po okresie bezwzględnym ... Jest to przedział czasu (1 do 15 ms), podczas którego bodziec nie będzie już wyzwalał potencjału czynnościowego, chyba że jest większy niż normalny.
7) Powrót V do wartości spoczynkowej
8) Powrót stężeń jonów do ich wartości początkowej
Gdy w danym miejscu na aksonie pojawia się potencjał czynnościowy , sąsiednia część, z której powstał, wchodzi w okres refrakcji, co z kolei zapobiega wzbudzeniu. Ten okres refrakcji tłumaczy się odczulaniem zależnych od napięcia kanałów sodowych.
Z drugiej strony, sąsiednia część, która nie wykazała jeszcze potencjału czynnościowego, zaczyna być pobudzona. To wzbudzenie pochodzi od małych, bardzo lokalnych prądów elektrycznych, które powstają między częścią wzbudzoną a częścią jeszcze niewzbudzoną. Stopniowo powstają więc warunki do powstania potencjału czynnościowego obok części, która jest w trakcie realizacji potencjału czynnościowego (rozmnażanie regeneracyjne).
Tak więc okres refrakcji wyjaśnia jednokierunkowość impulsu nerwowego, od stożka wyłaniania się do jego końców, zakończeń synaptycznych .
Impuls nerwowy zachowuje wszystkie swoje cechy ( amplituda , częstotliwość ) podczas swojego przebiegu: jest zachowawczy.
Przewodzenie może odbywać się krok po kroku wzdłuż aksonu, gdy ten jest nagi, lub w sposób słony , gdy akson ma osłonkę mielinową . Mieliny całym obwodzie aksonu przez komórki Schwanna dla neuronów w obwodowym układzie nerwowym (wszystkie nerwów) i oligodendrocytów w neuronach ośrodkowego układu nerwowego (mózg + rdzeń kręgowy) i każdy z tych komórek, oddziela się od jego dwoma sąsiadami przez małą przestrzeń zwaną węzłem Ranviera : impuls nerwowy przeskakuje następnie (etymologiczne pochodzenie saltatoire ) z węzła Ranviera do węzła Ranviera, ponieważ mielina pełni rolę izolatora elektrycznego, co umożliwia znacznie szybsze przewodzenie (do ponad 100 m/s , zamiast około 1 m/s ).
Potencjały czynnościowe w układzie nerwowym są bardzo często sprzężone w taki sposób, że nie liczy się już ich profil (amplituda, czas trwania itp.), ale rytmy, za którymi podążają w swoich emisjach, ich częstotliwość i kodowanie nerwów informacja odbywa się z tą częstotliwością.