Potenziale d'azione

Il potenziale d'azione

Un'altra importante funzione per le cellule del nostro organismo è quella di comunicare. La comunicazione avviene sì attraverso gli scambi, ma ci dev'essere anche un modo tramite il quale il messaggio può scorrere all'interno del nostro organismo. Questo mezzo è il potenziale d'azione, che si instaura sul potenziale di membrana.

Per capire l'importanza del potenziale d'azione basta pensare che un individuo viene definito morto quando non si registrano più potenziali d'azione a livello delle cellule cardiache. Quando i potenziali d'azione non si generano più a livello delle cellule nervose non possiamo più avere attività.

Il potenziale d'azione è una rapida depolarizzazione della membrana che permette la comunicazione tra le cellule. Abbiamo un potenziale d'azione soltanto in quelle che vengono definite "cellule eccitabili", che sono i neuroni, le cellule muscolari e le cellule ghiandolari. È indispensabile perché permette una trasmissione rapida di informazioni su lunghe distanze, attraverso fibre nervose e muscolari, nonché il controllo delle risposte degli effettori, come la contrazione muscolare, il rilascio dei trasmettitori etc. È dunque alla base di tutte quelle che sono le nostre funzioni.

Cellule eccitabili

Il potenziale d'azione si può registrare e attivare sia nelle cellule nervose, sia nelle cellule muscolari (quindi a livello sia del muscolo striato, sia del muscolo liscio). Sappiamo che tutte le cellule hanno un potenziale di riposo, o potenziale di membrana; quando io parlo di depolarizzazione significa che sto andando verso valori meno negativi. Il potenziale d'azione è quello che ha un andamento più rapido di tutti i potenziali.

Dunque il potenziale d'azione è una rapida variazione di membrana che segue cronologicamente lo stimolo, ma non è indipendente da esso. Posso anche definire il potenziale d'azione come una rapida depolarizzazione seguita dal ritorno al valore del potenziale di membrana. Per potersi generare, dunque, il potenziale d'azione ha bisogno di qualcosa che mette in moto dei processi che permetteranno poi la generazione del potenziale d'azione. È dunque la conseguenza di una perturbazione a livello della membrana; questa perturbazione avviene cronologicamente, ma non segue poi la caratteristica dello stimolo stesso, ha invece tutto un suo andamento temporale.

Canali voltaggio dipendenti

Per parlare di potenziale d'azione dovremmo parlare di canali, in questo caso canali voltaggio dipendenti. Lo stato dei canali del potenziale d'azione è uno stato che cambia in seguito a una variazione di voltaggio. Un altro termine utilizzato è quello di permeabilità.

Fasi del potenziale d'azione

Per quel che riguarda i valori, il punto di partenza è il potenziale di riposo. Partendo dal potenziale di riposo abbiamo:

• Depolarizzazione, se si va verso valori più positivi;
• Eccedenza o overshoot, se si supera lo 0;
• Ripolarizzazione, se si torna verso i valori di partenza;
• Iperpolarizzazione, se si va verso valori più negativi rispetto al potenziale di riposo.

Il potenziale d'azione non ha lo stesso andamento nel tempo in tutte le cellule eccitabili: c'è sempre una prima fase rapida di depolarizzazione, seguita da un ritorno al potenziale di riposo, che può essere molto rapida (come avviene nella cellula nervosa, in cui dura dagli 0 fino ai 2 millisecondi), oppure un po' più lenta (come succede nella cellula muscolare striata, in cui dura 5 millisecondi); nella cellula cardiaca avviene ancora più lentamente.