Meccanismi e forze nel potenziale d'azione degli ioni

Il potenziale d'azione e gli ioni

Il meccanismo che genera il potenziale d'azione è collegato alle differenze di concentrazione di alcuni ioni presenti sui due lati della membrana.

Normalmente all'interno dell'assone si registra un'elevata concentrazione di ioni potassio,mentre all'esterno vi è un'elevata concentrazione degli ioni sodio.

In condizione di potenziale di riposo gli ioni sodio determinano una carica positiva all'esterno, mentre l'interno risulta negativo a causa di anioni organici, che essendo di dimensioni maggiori non sono in grado di attraversare la membrana.Prima di descrivere nei dettagli il meccanismo del potenziale d'azione, è opportuno rendersi conto delle forze che determinano il flusso di uno ione.

Su uno ione possono agire due tipi di forze:una di tipo chimico, dovuta alla differenza di concentrazione sui due lati della membrana, che segue la legge della diffusione e lo sospinge in direzione della regione a minore concentrazione, e una forza elettrica, rivolta verso la religione carica di segno opposto a quello dello ione.In condizioni di riposo entrambe le forze spingono lo ione sodio verso l'interno, dove la sua concentrazione minore ed è presente un maggior numero di cariche negative.

Per il potassio le due forze agiscono invece in direzione opposta: quella elettrica lo trattiene all'interno, mentre quella chimica lo spinge verso l'esterno.

Quest'ultima, alle concentrazioni di potassio normalmente presenti, prevale leggermente, per questo la forza netta, anche se di piccola entità, è per il potassio rivolta verso l'esterno.

Riassumendo, in condizioni di riposo, vi è una grande forza complessiva che spinge il sodio verso l'interno e una debole forza che spinge il potassio verso l'esterno.