Potenziale d'azione: cos'è e quali sono le sue fasi?

Aprile 1, 2024

Ciò che pensiamo, ciò che sentiamo, ciò che facciamo ... tutto dipende in gran parte dal nostro Sistema Nervoso, grazie al quale possiamo gestire ciascuno dei processi che avvengono nel nostro corpo e ricevere, elaborare e lavorare con le informazioni che sono e il mezzo che ci forniscono.

Il funzionamento di questo sistema si basa sulla trasmissione di impulsi bioelettrici attraverso le diverse reti neurali che abbiamo. Questa trasmissione comporta una serie di processi di grande importanza, essendo uno dei principali colui noto come potenziale d'azione .

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Potenziale d'azione: definizione e caratteristiche di base

È inteso come potenziale d'azione l'onda o scarica elettrica che sorge dall'insieme al gruppo di cambiamenti subiti dalla membrana neuronale a causa delle variazioni elettriche e della relazione tra l'ambiente esterno ed interno del neurone.

È un'onda elettrica unica che sarà trasmesso attraverso la membrana cellulare fino a raggiungere la fine dell'assone , causando l'emissione di neurotrasmettitori o ioni alla membrana del neurone postsinaptico, generando in essa un altro potenziale d'azione che alla fine finirà per portare qualche tipo di ordine o informazione in qualche area dell'organismo. Il suo esordio avviene nel cono assonico, vicino al soma, dove è possibile osservare un gran numero di canali di sodio.

Il potenziale d'azione ha la particolarità di seguire la cosiddetta legge del tutto o niente. Cioè, o si verifica o non si verifica, non essendoci possibilità intermedie. Nonostante ciò, indipendentemente dal potenziale può essere influenzato dall'esistenza di potenziali eccitatori o inibitori che lo facilita o lo ostacola.

Tutti i potenziali d'azione avranno lo stesso carico e la loro quantità può variare solo: che un messaggio è più o meno intenso (ad esempio la percezione del dolore prima che una puntura o una pugnalata sia diversa) non genererà cambiamenti in l'intensità del segnale, ma causerà solo più frequentemente potenziali d'azione.

Oltre a questo e in relazione a quanto sopra, vale anche la pena ricordare che non è possibile aggiungere potenziali d'azione, poiché hanno un breve periodo refrattario in cui quella parte del neurone non può iniziare un altro potenziale.

Infine, mette in evidenza il fatto che il potenziale di azione si verifica in un punto specifico del neurone e deve verificarsi lungo ciascuno dei punti di questo che seguono, non essendo in grado di restituire il segnale elettrico indietro.

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Fasi del potenziale d'azione

Il potenziale d'azione si manifesta attraverso una serie di fasi, che vanno dalla situazione di riposo iniziale all'invio del segnale elettrico e infine il ritorno allo stato iniziale.

1. Potenziale di riposo

Questo primo passo presuppone uno stato basale in cui le alterazioni che portano al potenziale d'azione non si sono ancora verificate. È un momento in cui la membrana è a -70mV, la sua carica elettrica di base . Durante questo periodo, alcune piccole depolarizzazioni e variazioni elettriche possono raggiungere la membrana, ma non sono sufficienti per innescare il potenziale d'azione.

2. Depolarizzazione

Questa seconda fase (o il primo del potenziale stesso), la stimolazione genera che nella membrana del neurone si verifica un cambiamento elettrico di intensità eccitatoria sufficiente (che dovrebbe almeno generare un cambiamento a -65mV e in alcuni neuroni fino a - 40mV) per generare che i canali del sodio del cono di assone si aprano, in modo tale che gli ioni di sodio (caricati positivamente) entrino in modo massiccio.

A loro volta, le pompe di sodio / potassio (che normalmente mantengono l'interno della cellula stabile espellendo scambiando tre ioni di sodio per due di potassio in modo tale che più ioni positivi vengono espulsi da quelli che entrano) smettono di funzionare. Ciò genererà un cambiamento nel carico della membrana, in modo tale da raggiungere 30 mV. Questo cambiamento è ciò che è noto come depolarizzazione.

Dopo ciò, i canali del potassio iniziano ad aprirsi della membrana, che essendo anch'essa uno ione positivo e che entra in questi in maniera massiccia, sarà respinta e comincerà a lasciare la cella. Ciò farà sì che la depolarizzazione rallenti, poiché gli ioni positivi vengono persi. Ecco perché al massimo la carica elettrica sarà di 40 mV. I canali del sodio si chiudono e saranno inattivati per un breve periodo di tempo (che impedisce la depolarizzazione sommativa). È stata generata un'onda che non può tornare indietro.

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3. Ripolarizzazione

Una volta che i canali del sodio sono stati chiusi, smette di essere in grado di entrare nel neurone , allo stesso tempo che il fatto che i canali del potassio rimangano aperti genera che questo continua ad essere espulso. Ecco perché il potenziale e la membrana diventano sempre più negativi.

4. Iperpolarizzazione

Man mano che sempre più potassio esce, la carica elettrica della membrana diventa sempre più negativo fino al punto di iperpolarizzare : raggiungono un livello di carica negativa che supera anche quello del riposo. In questo momento i canali del potassio sono chiusi e i canali del sodio vengono riattivati (senza apertura). Questo fa sì che la carica elettrica smetta di cadere e tecnicamente potrebbe esserci un nuovo potenziale, ma tuttavia il fatto che soffra di un'iperpolarizzazione significa che la quantità di carica che sarebbe necessaria per un potenziale d'azione è molto più alta del solito. Anche la pompa di sodio / potassio viene riattivata.

5. Potenziale di riposo

La riattivazione della pompa di sodio / potassio genera poco a poco carica positiva che entra nella cellula, qualcosa che alla fine genererà un ritorno al suo stato basale, il potenziale di riposo (-70mV).

6. Il potenziale d'azione e il rilascio di neurotrasmettitori

Questo complesso processo bioelettrico sarà prodotto dal cono assonico alla fine dell'assone, in modo tale che il segnale elettrico passi ai pulsanti del terminale. Questi pulsanti hanno canali di calcio che si aprono quando il potenziale li raggiunge, qualcosa del genere fa sì che le vescicole contenenti neurotrasmettitori emettano il loro contenuto e lo espellono nello spazio sinaptico. Quindi, è il potenziale d'azione che genera il rilascio di neurotrasmettitori, essendo la principale fonte di trasmissione di informazioni nervose nel nostro corpo.

Riferimenti bibliografici

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