Potențial de acțiune

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare

În fiziologie, un potențial de acțiune este un eveniment de scurtă durată (frecvent, milisecunde), în care potențialul electric al membranei unei celule crește rapid (în gama milivolților) și se încadrează pe o traiectorie constantă. Potențialul de acțiune apare în mai multe tipuri de celule animale, numite celule excitabile, care includ neuroni, celulele musculare, și de celule endocrine, precum și în unele celule de plante. În neuroni, ele joacă un rol central în comunicarea celulă-celulă. În alte tipuri de celule, funcția lor principală este de a activa procesele intracelulare: în celulele musculare, de exemplu, un potențial de acțiune este primul pas în lanțul de evenimente care duc la contracție; în celulele beta ale pancreasului, provoacă eliberarea de insulină. Potențialul de acțiune în neuroni este cunoscut sub numele de "impuls nervos" sau "crampon", iar succesiunea temporală a potențialului de acțiune generat de un neuron este numit "Spike tren ". Potențialul de acțiune apare într-un neuron și este modificarea potențialului de repaus, după stimularea supraliminală a celulei. Potențialul de acțiune este generat de tipuri speciale de canale de ioni care sunt voltaj-dependente, încorporate în membrana plasmatică a unei celule.[1]Aceste canale sunt închise în cazul în care potențialul de membrană este aproape de potențialul de repaus al celulei, dar încep rapid să se deschidă în cazul în care potențialul de membrană crește la o valoare de prag definită cu precizie. Când canalele sunt deschise, acestea permit un flux activ de ioni de sodiu, ce schimbă gradientul electrochimic, care, la rândul său, produce o creștere în continuare a potențialului de membrană. Această creștere determină dechiderea mai multor canale, se produce un curent electric mai mare, și așa mai departe. Procesul decurge exploziv până când toate canalele de ioni disponibile sunt deschise, rezultând într-o ascensiune mare în potențialul de membrană. Afluxul rapid de ioni de sodiu provoacă polarizarea inversă a membranei plasmatice, precum și a canalelor de ioni, apoi inactivare rapida. În privința canalelor de sodiu apropiate, ionii de sodiu nu mai pot intra și sunt transportați în mod activ din membrana plasmatica. Canalele de potasiu sunt apoi activate, și există un curent exterior de ioni de potasiu, intervenind asupra gradientului electrochimic activănd asfel starea de repaus. După un potențial de acțiune, există o schimbare tranzitorie negativă, numită afterhyperpolarization sau perioada refractară, din cauza curenților suplimentari de potasiu. Acesta este mecanismul care împiedică potențialul de actiune de a se reîntoarce așa cum a venit. Potențialele de acțiune "lucrează" în regim binar, adică ele "sunt" sau "nu sunt", nefiind mai mici sau mai mari în voltaj (tensiune).

Prezentare generală[modificare | modificare sursă]

Funcția[modificare | modificare sursă]

Aproape toate celulele provenite de la animale, plante și ciuperci funcționează ca bacteriile, în sensul ca ele să mențină o diferență de tensiune între interior și exterioriul celulei. Tensiunea unei celule este de obicei măsurată în milivolți (mV), care sunt miimi de volți. O tensiune tipică pentru o celulă de animal este de -70 mV. Deoarece celulele sunt atât de mici, tensiuni de această magnitudine dau naștere la forțe foarte puternice electrice în membrana celulei.

Mecanism[modificare | modificare sursă]

Membrana plasmatică prezintă canale ionice voltaj-dependente și canale ionice ligand-dependente. Potențialul de acțiune se produce datorită creșterii rapide a permeabilitații pentru Na+ (de aprox. 5000 de ori). La potențialul de -70mV canalul de Na+ este închis, iar cand potențialul crește la -65mV el se deschide și ionii de Na+ pătrund în celula, rezultând în depolarizarea neuronului.

Diferența de potențial electric dintre interiorul și exteriorul celulei se reduce până când la un moment dat se inverseaza polarizările: pozitivă în interior și negativă în exterior.

Valoarea care trece de 0mV se numește overshot(+35mV).

Creșterea și scăderea rapidă a potențialului se numește spike potential sau potențial-vârf.

Dupa aceasta se revine la potențialul de repaus. Postpotențialul negativ(sau postdepolarizare) este peste valoarea de repaus. Dupa ce s-a atins valoarea de repaus, potențialul scade și se afla puțin sub valoarea de repaus, timp de 40-50ms, ceea ce constituie postpotențialul pozitiv(sau posthiperpolarizare).

Trecerea ionilor de Na+ prin membrană se face pasiv și este dependentă exclusiv de gradientul de concentrație. In concluzie geneza impulsurilor nervoase nu consumă energie.

Când membrana este stimulată subliminal, neapărând acea diferența de 15mV, nu se produce un potențial de acțiune dar crește sensibilitatea membranei, ceea ce rezultă într-un potențial local.

Vezi și[modificare | modificare sursă]

Referiri[modificare | modificare sursă]

1.^ Barnett MW, Larkman PM (June 2007). "The action potential". Pract Neurol 7 (3): 192–7. PMID 17515599. http://pn.bmj.com/content/7/3/192.short.

  1. ^ Barnett MW, Larkman PM (1 iunie 2007). „The action potential”. Pract Neurol 7 (3): 192–7. PMID 17515599. http://pn.bmj.com/content/7/3/192.short. 
  • Olteanu, A.& Lupu, V. (2000). Neurofiziologia sistemelor senzitivo-senzoriale. Presa Universitară Clujeană, Cluj-Napoca.
  • Miu, A. C. & Olteanu, A. I. (2003). Neuroștiințe. De la mecanisme moleculare și celulare la comportament și evoluție. Vol. I: Dezvoltarea sistemului nervos. Dacia, Cluj-Napoca.
  • R. Negoescu Initiere în electronica medicală. Biolectricitate. Măsurări biofizice Editura Tehnică, 1985
  • C. Zaciu Metode electronice de masurare in neurobiofizica celulara Editura Dacia, 1983
  • R. Strungaru Electronica medicala Editura Didactica si Pedagogica 1982
  • V. Vasilescu, D. G. Mărgineanu Introducere în neurobiofizică Editura Științifică și Enciclopedică, 1979
  • http://www.neuroscience.ro/cursuri/LZ-NFZCl.pdf
  • http://www.fiziologie.ro/curs07/contractilitatea.pdf