Akční potenciál , dříve a ještě někdy nazýván nervový impuls , je krátký událost během kterého elektrický potenciál z buňky (zejména neuronech , ale také jiných excitovatelných buňkách, jako jsou svalové buňky, endokrinních buňkách nebo rostlinných buňkách sítových trubek na lýko ) se zvyšuje a poté rychle klesá.
Plazmatické membrány je selektivní propustnost (viz permeáza ), která může být modulována různými faktory, jako je stupeň jeho polarizace, nebo neurotransmitery , s ohledem na různé ionty (zejména sodíku Na + , draslík K + , chloru Cl - a vápník Ca 2+ ).
Výsledný rozdíl iontové koncentrace určuje místní hodnotu transmembránového potenciálu.
V klidu existuje transmembránový potenciál asi -70 mV : to je klidový potenciál . Jelikož membrána má tloušťku 7 nm , odpovídá to elektrickému poli 10 milionů voltů na metr.
Akční potenciál je tvořen řadou událostí:
Akční potenciál trvá 1 až 2 milisekundy .
Vznik akčního potenciálu se odehrává na úrovni emergentního kužele , na základně buněčného těla neuronu (nebo perikaryonu ), což je součet odstupňovaných potenciálů pocházejících ze synapsí umístěných podél dendritů a na tělo buňky.:
Všechny akční potenciály se stejnou amplitudou (+ 100 mV), kódování nervového impulsu se proto provádí ve frekvenční modulaci .
Je třeba si uvědomit, že zde popsané hodnoty jsou hodnotami „ideálního“ neuronu elektrofyziologů , mohou mít velmi odlišné hodnoty pro prahovou hodnotu excitability, potenciál odpočinku ...
Akční potenciály se šíří procesem iontových bází.
Akční, odpočinkové a odstupňované potenciály závisí na:
Zahájení akčního potenciálu:
V klidu jsou únikové kanály stejné jako kanály propustné pro draslík:
1) Depolarizace až po prahový potenciál (V <V0):
2) Dosažen prahový potenciál (V = V0):
3) Maximální potenciál (V = V max ~ V Na + rovnováha ):
4) Repolarizace na klidovou úroveň:
5) Ale ...
⇒ Hyperpolarizace membrány. 6) Proto vznik přechodné hyperpolarizace (V <V0).
Absolutní refrakterní období2 nd stimul nemůže spustit 2 nd akčního potenciálu. Když se membrána depolarizuje, nějakou dobu trvá, než ji lze znovu depolarizovat. Tento nedostatek vzrušivosti je způsoben velkým počtem sodíkových kanálů, které jsou stále deaktivovány: i když je stimul způsobil, že se otevřou, jsou stále blokovány.
Relativní refrakterní obdobíToto je období, které nastává těsně po absolutním období ... Jedná se o časový interval (1 až 15 ms), během kterého by stimul již nespouštěl akční potenciál, pokud by nebyl větší než normální.
7) Návrat V na jeho klidovou hodnotu
8) Návrat iontových koncentrací na jejich počáteční hodnotu
Když se na daném místě na axonu objeví akční potenciál , sousední část, která jej způsobila, vstupuje do refrakterní periody, což zase brání jeho excitaci. Tato žáruvzdorná doba je vysvětlena desenzibilizací napěťově závislých sodíkových kanálů.
Na druhou stranu začíná být vzrušená sousední část, která dosud nepředložila akční potenciál. Tato excitace pochází z malých velmi místních elektrických proudů, které se vytvářejí mezi excitovanou částí a dosud nevybuzenou částí. Postupně se proto vytvářejí podmínky pro zrození akčního potenciálu vedle části, která je v procesu realizace akčního potenciálu (regenerativní šíření).
Žáruvzdorné období tedy vysvětluje jednosměrnost nervového impulsu, od kuželu vzejití po jeho konce, synaptická zakončení .
Nervový impuls si během své progrese zachovává všechny své charakteristiky ( amplitudu , frekvenci ): je konzervativní.
Vedení může být provedeno buď krok za krokem podél axonu, když je axon holý, nebo solným způsobem, když má axon myelinový obal . Myelinu se udržuje kolem axon Schwannových buněk pro neuronů periferního nervového systému (všechny nervy) a oligodendrocyty v neurony centrálního nervového systému (mozek + míchy), a každá z těchto buněk je oddělena od svých dvou sousedů malým prostorem zvaným Ranvierův uzel : nervový impuls poté skočí (etymologický původ solného ohně ) z Ranvierova uzlu do Ranvierova uzlu, protože myelin hraje roli elektrického izolátoru, který umožňuje vedení mnohem rychleji (až nad 100 m / s , namísto přibližně 1 m / s ).
Akční potenciály v nervovém systému jsou velmi často spojeny takovým způsobem, že již nezáleží na jejich profilu (amplituda, doba trvání atd.), Ale na rytmech, které sledují ve svých emisích, frekvenci a kódování nervu informace se provádí touto frekvencí.