Che cos'è un potenziale d'azione?

Ogni volta che fai qualcosa, dal fare un passo al sollevare il telefono, il tuo cervello trasmette segnali elettrici al resto del tuo corpo. Questi segnali vengono chiamati potenziali d'azione. I potenziali d'azione consentono ai muscoli di coordinarsi e muoversi con precisione. Sono trasmessi dalle cellule del cervello chiamate neuroni.

Takeaway chiave: potenziale di azione

• I potenziali d'azione sono visualizzati come aumenti rapidi e conseguenti cadute nel potenziale elettrico attraverso la membrana cellulare di un neurone.
• Il potenziale d'azione si propaga lungo la lunghezza dell'assone di un neurone, che è responsabile della trasmissione di informazioni ad altri neuroni.
• I potenziali d'azione sono eventi "tutto o niente" che si verificano quando viene raggiunto un certo potenziale.

I potenziali d'azione sono trasportati dai neuroni

I potenziali d'azione sono trasmessi dalle cellule del cervello chiamate neuroni. I neuroni sono responsabili del coordinamento e dell'elaborazione delle informazioni sul mondo che viene inviato attraverso i sensi, l'invio di comandi ai muscoli del corpo e la trasmissione di tutti i segnali elettrici tra.

Il neurone è composto da diverse parti che gli consentono di trasferire informazioni in tutto il corpo:

• dendriti sono parti ramificate di un neurone che ricevono informazioni dai neuroni vicini.
• Il corpo cellulare del neurone contiene il suo nucleo, che contiene le informazioni ereditarie della cellula e controlla la crescita e la riproduzione della cellula.
• Il assone conduce segnali elettrici lontano dal corpo cellulare, trasmettendo informazioni ad altri neuroni alle sue estremità, oppure terminali assoni.

Puoi pensare al neurone come a un computer, che riceve input (come premere un tasto lettera sulla tastiera) attraverso i suoi dendriti, quindi ti dà un output (vedendo quella lettera apparire sullo schermo del tuo computer) attraverso il suo assone. Nel mezzo, le informazioni vengono elaborate in modo che l'input produca l'output desiderato.

Definizione del potenziale d'azione

I potenziali d'azione, detti anche "picchi" o "impulsi", si verificano quando il potenziale elettrico attraverso una membrana cellulare aumenta rapidamente, quindi diminuisce, in risposta a un evento. L'intero processo richiede in genere diversi millisecondi.

Una membrana cellulare è un doppio strato di proteine ​​e lipidi che circonda una cellula, proteggendone il contenuto dall'ambiente esterno e permettendo solo a determinate sostanze di entrare mentre ne tengono fuori altre.

Un potenziale elettrico, misurato in Volt (V), misura la quantità di energia elettrica che ha il potenziale lavorare. Tutte le cellule mantengono un potenziale elettrico attraverso le loro membrane cellulari.

Il ruolo dei gradienti di concentrazione nei potenziali di azione

Il potenziale elettrico attraverso una membrana cellulare, che viene misurato confrontando il potenziale all'interno di una cellula con l'esterno, sorge perché ci sono differenze di concentrazione, o gradienti di concentrazione, di particelle cariche chiamate ioni all'esterno rispetto all'interno della cellula. Questi gradienti di concentrazione a loro volta causano squilibri elettrici e chimici che spingono gli ioni a uniformare gli squilibri, con squilibri più disparati che forniscono un maggiore motivatore, o forza trainante, per porre rimedio agli squilibri. Per fare questo, uno ione si sposta tipicamente dal lato ad alta concentrazione della membrana al lato a bassa concentrazione.

I due ioni di interesse per i potenziali d'azione sono il catione di potassio (K⁺) e il catione di sodio (Na⁺), che si trova all'interno e all'esterno delle cellule.

• C'è una maggiore concentrazione di K⁺ all'interno delle cellule rispetto all'esterno.
• C'è una maggiore concentrazione di Na⁺ all'esterno delle cellule rispetto all'interno, circa 10 volte più alto.

Il potenziale di membrana a riposo

Quando non vi è alcun potenziale di azione in corso (ovvero, la cellula è "a riposo"), il potenziale elettrico dei neuroni è al potenziale di membrana a riposo, che in genere viene misurato intorno a -70 mV. Ciò significa che il potenziale all'interno della cella è inferiore di 70 mV rispetto all'esterno. Va notato che questo si riferisce a uno stato di equilibrio - gli ioni si muovono ancora dentro e fuori la cellula, ma in un modo che mantiene il potenziale di membrana a riposo ad un valore abbastanza costante.

Il potenziale di membrana a riposo può essere mantenuto perché la membrana cellulare contiene proteine ​​che si formano canali ionici - fori che consentono agli ioni di fluire dentro e fuori le cellule - e sodio / potassio pompe che può pompare ioni dentro e fuori dalla cellula.

I canali ionici non sono sempre aperti; alcuni tipi di canali si aprono solo in risposta a condizioni specifiche. Questi canali sono quindi chiamati canali "gated".