Co je akční potenciál?

Potenciál nebo potenciální rozdíl nastává, když je rozdíl v elektrickém náboji mezi dvěma body. Tento rozdíl v náboji je obvykle způsoben koncentrací opačně nabitých iontů v každém bodě. Akční potenciál nastává, když dojde k náhlé a ostré změně rozdílu potenciálu přes membránu nervové buňky, která se šíří po celé délce buňky.

Když se nervový impuls nepřenáší, má vnitřní nervová buňka záporný náboj a vnější kladný náboj. Říká se, že je v klidovém stavu, takže potenciální rozdíl v této době je klidový potenciál. Rozdíl v poplatcích je způsoben množstvím iontů, které se nacházejí uvnitř a v okolí buňky. V případě nervových buněk je potenciální rozdíl způsoben ionty sodíku a draslíku.

Všechny nervové impulsy jsou iontové povahy. Když je nervová buňka v klidu, existují různé koncentrace iontů draslíku a sodíku na obou stranách membrány. Tento rozdíl je udržován čerpadly sodíku a draslíku v membráně. Toto čerpadlo odčerpává sodné ionty z článku a draselné ionty uvnitř.

Draselné a sodné ionty difundují přes membránu kvůli rozdílu v koncentraci na obou stranách. Draselné ionty mohou snadno difundovat z buňky, ale membrána je relativně nepropustná pro ionty sodíku difundující dovnitř. Celkovým výsledkem je, že uvnitř nervové buňky má záporný náboj vzhledem k vnějšku buňky.

Když je nervová buňka stimulována a je zahájen impuls, je situace dočasně obrácena. Vnitřek buňky je pozitivní a vnější negativní. Toto náhlé obrácení klidového potenciálu, které doprovází impuls, je akční potenciál. Akční potenciál je extrémně krátkodobý, takže impuls je vlastně vlna depolarizace nebo akčních potenciálů, která prochází buňkou.

Během impulsu se buněčná membrána stává propustnou pro sodné ionty. Sodné ionty mají velmi vysokou koncentraci mimo membránu, takže se rychle šíří do buňky. K tomu dochází velmi rychle a obrací klidový potenciál. S tolika pozitivními ionty, které jsou nyní nalezeny v buňce, má uvnitř kladný náboj vůči vnějšímu povrchu.

Sodné ionty jsou schopny vstoupit do buňky přes iontové kanály. Když buňka odpočívá, iontové kanály zůstávají uzavřené a zabraňují sodíkovým iontům v vstupu do buňky. Když jsou stimulovány impulsem, otevřou se a umožní proniknutí sodíkových iontů. Tímto způsobem se akční potenciály a impulsy šíří samy. Akční potenciál v jedné oblasti membrány stimuluje následující oblast a způsobuje otevření iontových kanálů. To zase začíná akční potenciál, který pak stimuluje následující oblast atd.

Když sodné ionty vstupují do buňky, ionty draslíku odcházejí. Toto je začátek procesu zotavení, kdy vnitřek buňky začíná znovu nabírat svůj záporný náboj. Poté, co akční potenciál prošel a posunul se podél buněčné membrány, iontové kanály se uzavřou a membrána se stane nepropustnou pro sodné ionty. Pumpa sodík-draslík znovu pumpuje sodné ionty a draselné ionty dovnitř, což vede k obnovení klidového potenciálu.