Potenziali di azione (APs) sono fluttuazioni rapide, transitorie nel potenziale di membrana di una cellula che spesso segnalano l'attivazione delle cellule. Il potenziale di membrana è la tensione elettrica creata tra l'interno e fuori della cellula ed è una proprietà della concentrazione di particelle cariche su entrambi i lati della membrana delle cellule. APs, che sono cruciali per il funzionamento delle cellule nervose, inoltre sono veduti in muscolo e alcune cellule endocrine.
In un tipo dato delle cellule, tutti APs sono fondamentalmente indistinguibile. Tuttavia, poiché l'origine del punto di accesso può essere funzionalmente significativa, è utile classificare i potenziali di azione secondo la causa sottostante: attivazione elettrochimica, elettrico o intrinseco.
Tratti comuni dei potenziali d'azione
Un potenziale di azione è in definitiva un'onda di depolarizzazione di membrana (e successiva ripolarizzazione) che passa da un'estremità di una cella a altra. Questo è causato dal flusso di sodio caricati positivamente e ioni del potassio attraverso la membrana cellulare tramite canali ionici specializzati. Un afflusso di sodio depolarizza la membrana, rendendola più positivo. In questo modo un efflusso di potassio, che ripolarizza (e, infatti, iperpolarizza) la membrana, rendendola più negativa.
Una volta avviato, un AP è un evento tutto o niente; i fuochi di AP o la cella rimane in silenziosa con una via di mezzo stato. Tutti APs sono identici in una determinata cella perché il modello di flusso di ioni è una proprietà dei canali ionici, piuttosto che la causa iniziale dell'AP. Di conseguenza, è Impossibile determinare la causa di un AP semplicemente misurando la membrana potenziale della cella. Piuttosto, la cella deve essere attentamente analizzata per vedere quali stimoli reagisce al.
Potenziali di azione elettrochimica
L'iniziatore più comune dei potenziali d'azione è attività elettrochimica. Questo si verifica quando una cella è depolarizzata (eccitato) da un segnale chimico. Nei neuroni, questo accade alle speciali giunzioni tra le cellule nervose, conosciuto come sinapsi.
Nel modello di sinapsi, un neurone trasmettente (presinaptico) rilascia un segnale chimico chiamato un neurotrasmettitore, che attiva il neurone ricevente (postsinaptico) con l'apertura di canali ionici del neurotrasmettitore speciale, causando depolarizzazione. In caso di sufficiente depolarizzazione, la variazione di tensione provoca una popolazione di canali ionici tensione speciale per aprire vicino alla base del neurone. Questo è ciò che avvia l'AP.
Così, una depolarizzazione iniziale viene attivata dai neurotrasmettitori apertura di canali ionici, che a sua volta innesca un potenziale di azione tramite canali ionici voltaggio-dipendenti. Questa forma di AP è ideale per i neuroni perché possono essere facilmente rafforzate o indebolite, che è la base per l'apprendimento nel cervello.
Potenziali di azione elettrici
Mentre gli elettrodi possono certamente essere utilizzati per indurre i potenziali di azione nelle cellule del cervello, il sistema nervoso ha già un sistema di attivazione elettrica tra alcuni neuroni. Anche se la maggior parte dei neuroni sono guidati da attività sinaptica chimica, alcuni sono attivati da giunzioni gap. Si tratta di grandi pori che uniscono due celle.
Questi incroci, l'AP si sposta senza soluzione di continuità da una cella a altra dovuto a corrente elettrica che viaggiano senza interruzioni all'interno liquido condivisa delle cellule. Se questa corrente induce abbastanza depolarizzazione nella cella a valle, l'AP continua senza sosta. Alcune cellule possono richiedere eccitazione simultanei da più giunzioni di gap (o da una combinazione di giunzioni di gap e sinapsi) per attivare.
Potenziali di azione intrinseca
Alcune cellule, come ad esempio "scoppiando" neuroni dell'ippocampo, non richiedono l'attivazione esterna per esprimere i potenziali di azione. Queste cellule hanno un fenotipo unico (stato fisico) che li induce a fuoco in periodici picchi o scoppi. Piuttosto che di per sé la causa APs, l'attività elettrochimica delle cellule presinaptiche provoca l'attività intrinseca del neurone di accelerare o rallentare. Questo tipo di segnalazione permette di neuroni trasmettere segnali complessi codificati dal tasso o modello di infornamento, piuttosto che l'infornamento o tutto o niente un singolo punto di accesso.