Actiepotentiaal: wat is het en wat zijn de fasen ervan?

Wat we denken, wat we voelen, wat we doen... dit alles hangt grotendeels af van ons zenuwstelsel, waardoor we beheer elk van de processen die in ons lichaam plaatsvinden en ontvang, verwerk en werk met de informatie die deze en de omgeving ons geven voorzien.

De werking van dit systeem is gebaseerd op de overdracht van bio-elektrische pulsen via de verschillende neurale netwerken die we hebben. Deze overdracht omvat een reeks processen die van groot belang zijn, een van de belangrijkste bekend als actiepotentiaal.

• Gerelateerd artikel: "Delen van het zenuwstelsel: anatomische structuren en functies"

Actiepotentiaal: basisdefinitie en kenmerken

Het wordt begrepen als een actiepotentiaal de golf of elektrische ontlading die ontstaat uit de reeks naar de reeks veranderingen die het neuronale membraan ondergaat vanwege elektrische variaties en de relatie tussen de externe en interne omgeving van het neuron.

Het is een enkele elektrische golf die: het zal door het celmembraan worden overgedragen totdat het het einde van het axon bereikt

, waardoor de emissie van neurotransmitters of ionen naar het membraan van het postsynaptische neuron wordt veroorzaakt, en daarin wordt gegenereerd een ander actiepotentieel dat op de lange termijn een soort van orde of informatie zal brengen in een bepaald gebied van de organisme. Het begint in de axonale kegel, dicht bij de soma, waar een groot aantal natriumkanalen kan worden waargenomen.

De actiepotentiaal heeft de bijzonderheid van het volgen van de zogenaamde wet van alles of niets. Dat wil zeggen, het komt voor of het komt niet voor, zonder tussenliggende mogelijkheden. Ondanks dit, of het potentieel nu wel of niet verschijnt kan worden beïnvloed door het bestaan ​​van prikkelende of remmende potentialen die het vergemakkelijken of belemmeren.

Alle actiepotentialen hebben dezelfde lading, en hun hoeveelheid kan alleen variëren: dat een bericht meer of minder intens is (bijvoorbeeld de perceptie van pijn in het gezicht van een punctie of steek zal anders zijn) zal geen verandering in signaalintensiteit veroorzaken, maar zal er alleen maar voor zorgen dat meer actiepotentialen worden gerealiseerd vaak.

In aanvulling hierop en in verband met het bovenstaande is het vermeldenswaard dat het niet mogelijk is om actiepotentialen toe te voegen, aangezien een korte refractaire periode hebben waarin dat deel van het neuron geen ander potentieel kan initiëren.

Ten slotte benadrukt het het feit dat de actiepotentiaal zich op een specifiek punt in het neuron voordoet en moet gaan optredend langs elk van de punten hiervan die volgen, niet in staat om het elektrische signaal terug te sturen achter.

• Misschien ben je geïnteresseerd: "Wat zijn de axonen van neuronen?"

Fasen van de actiepotentiaal

De actiepotentiaal vindt plaats over een reeks fasen, variërend van van de initiële rustsituatie tot het verzenden van het elektrische signaal en tenslotte de terugkeer naar de oorspronkelijke staat.

1. Rustpotentieel

Deze eerste stap gaat uit van een basale toestand waarin er nog geen veranderingen hebben plaatsgevonden die leiden tot de actiepotentiaal. Dit is een tijd waarin het membraan is op -70mV, de basis elektrische lading. Gedurende deze tijd kunnen enkele kleine depolarisaties en elektrische variaties het membraan bereiken, maar deze zijn niet voldoende om de actiepotentiaal te activeren.

2. depolarisatie

Deze tweede fase (of de eerste van de potentiaal zelf), de stimulatie genereert een elektrische verandering van voldoende prikkelende intensiteit (die op zijn minst een verandering tot -65mV en in sommige neuronen tot -40mV zou moeten genereren) om genereren dat de natriumkanalen van de axonkegel opengaan, zodanig dat de natriumionen (positief geladen) in een enorm.

Op hun beurt zorgen de natrium/kaliumpompen (die normaal gesproken het binnenste van de cel stabiel houden door te verdrijven en uit te wisselen) drie natriumionen door twee kaliumionen zodanig dat er meer positieve ionen worden uitgestoten dan erin gaan) ze stoppen functie. Dit zal een verandering in de lading van het membraan genereren, zodanig dat deze 30mV bereikt. Deze verandering is wat bekend staat als depolarisatie.

Daarna beginnen de kaliumkanalen te openen. van het membraan, dat, aangezien het ook een positief ion is en deze massaal binnendringt, zal worden afgestoten en de cel zal beginnen te verlaten. Hierdoor zal depolarisatie vertragen, omdat positieve ionen verloren gaan. Daarom zal de elektrische lading maximaal 40 mV zijn. De natriumkanalen worden gesloten en worden gedurende een korte periode geïnactiveerd (wat summatieve depolarisaties voorkomt). Er is een golf ontstaan ​​die niet meer terug kan.

• Gerelateerd artikel: "Wat is neuronale depolarisatie en hoe werkt het?"

3. repolarisatie

Omdat de natriumkanalen zijn gesloten, kan het de neuron niet meer binnenkomen, terwijl het feit dat de kaliumkanalen open blijven ervoor zorgen dat het wordt verdreven. Daardoor worden de potentiaal en het membraan steeds negatiever.

4. hyperpolarisatie

Naarmate er meer en meer kalium naar buiten komt, wordt de elektrische lading op het membraan wordt steeds negatiever tot het punt van hyperpolarisatie: ze bereiken een niveau van negatieve lading dat zelfs dat van rust overschrijdt. Op dit moment zijn de kaliumkanalen gesloten en worden de natriumkanalen geactiveerd (zonder te openen). Dit betekent dat de elektrische lading stopt met vallen en dat er technisch gezien een nieuw potentieel zou kunnen zijn, meer echter het feit dat: hyperpolarisatie ondergaat waardoor de hoeveelheid lading die nodig zou zijn voor een actiepotentiaal veel groter is dan de gebruikelijk. Ook de natrium/kaliumpomp wordt opnieuw geactiveerd.

5. Rustpotentieel

De reactivering van de natrium/kaliumpomp zorgt ervoor dat er beetje bij beetje positieve lading naar binnen komt van de cel, iets dat uiteindelijk zal genereren dat het terugkeert naar zijn basale staat, het rustpotentieel (-70mV).

6. De actiepotentiaal en neurotransmitter release

Dit complexe bio-elektrische proces zal worden geproduceerd vanaf de axonkegel tot het einde van het axon, op zo'n manier dat het elektrische signaal doorgaat naar de terminalknoppen. Deze knoppen hebben calciumkanalen die openen wanneer potentieel hen bereikt, iets dat zorgt ervoor dat blaasjes die neurotransmitters bevatten hun inhoud afgeven en verdrijven het in de synaptische ruimte. Het is dus het actiepotentiaal dat de afgifte van neurotransmitters genereert, de belangrijkste bron van overdracht van zenuwinformatie in ons lichaam.

Bibliografische verwijzingen

• Gomez, M.; Espejo-Saavedra, J.M.; Taravillo, B. (2012). Psychobiologie. CEDE PIR-voorbereidingshandleiding, 12. CEDE: Madrid
• Guyton, CA & Hall, J.E. (2012) Verdrag van medische fysiologie. 12e editie. McGraw Hill.
• Kandel, E.R.; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Principes van de neurowetenschap. Vierde druk. McGraw Hill Interamericana. Madrid.