Potenziale d'azione - fisiologia generale

Potenziale d'azione

Se sono presenti entrambi i canali ionici di sodio e potassio, quindi sono presenti entrambe le correnti, si fa la somma algebrica delle correnti di sodio e di potassio. Nel grafico della somma delle correnti, si nota che prima c'è una corrente di sodio e poi c'è una corrente di potassio; si nota che prima saranno aperti i canali del sodio e poi quelli del potassio. Vuole dire che la fase di depolarizzazione è data dall'apertura dei canali del sodio, mentre la fase di ripolarizzazione è data dall'apertura dei canali del potassio.

Il potenziale d'azione

Il potenziale d'azione è la risposta ad uno stimolo depolarizzante che possono dare cellule elettricamente eccitabili, cioè provviste di un corredo di canali ionici voltaggio-dipendenti per Na⁺ e per K⁺.

Cellule elettricamente eccitabili

Sono due i tipi di cellule elettricamente eccitabili:

• Neuroni: il segnale elettrico, che propagandosi lungo la fibra nervosa, consente la trasmissione di messaggi elettrici. Il neurone è formato dai dendriti, dal soma e dall'assone e alla fine dell'assone c'è la terminazione presinaptica. Il segnale elettrico si propaga lungo tutto l'assone ed è il segnale che consente la trasmissione di segnali elettrici alle altre cellule.
• Fibrocellule muscolari: il segnale elettrico innesca il processo della contrazione. Le cellule muscolari sono delle cellule specializzate la cui funzione fondamentale è quella di contrarsi. La contrazione della muscolatura, in cui intervengono particolari tipi di proteine, è innescata dal potenziale d'azione di queste cellule.

Fasi del potenziale d’azione

Nel potenziale d'azione si distinguono due fasi:

• Fase di depolarizzazione
• Fase di ripolarizzazione

La barra gialla indica l'arco di tempo dello stimolo che va aprire i primi canali; la barra verde indica l'arco di tempo in cui i canali al sodio fanno entrare più sodio nella cellula; la barra azzurra indica l'arco di tempo in cui il potenziale di membrana diventa più negativo (potenziale postumo). Al picco del potenziale d'azione, il potenziale del sodio si inattiva, ma si verifica anche l'apertura dei canali del potassio. Questo fenomeno determina la ripolarizzazione del potenziale di membrana. Quando il potenziale di membrana torna a -70mV, i canali del potassio si chiudono.

Caratteristiche generali del potenziale d’azione

Le caratteristiche generali del potenziale d'azione sono tre:

• La soglia
• La legge del tutto o nulla
• La refrattarietà

La soglia

Lo stimolo soglia è lo stimolo depolarizzante di intensità minima in grado di generare un potenziale d'azione in un neurone. Il potenziale che deve essere raggiunto, affinché il potenziale d'azione possa generarsi, si chiama potenziale soglia.

La legge del tutto o nulla

In un neurone, un potenziale d'azione o è generato e si sviluppa in tutta la sua ampiezza, se lo stimolo raggiunge o supera la soglia, oppure non è generato affatto, se l'ampiezza dello stimolo è inferiore.