Quel est le potentiel d'action?

Le potentiel ou la différence de potentiel se produit lorsqu'il existe une différence de charge électrique entre deux points. Cette différence de charge est généralement due à une concentration d'ions de charge opposée en chaque point. Le potentiel d'action se produit lorsqu'il y a un changement soudain et brutal dans la différence de potentiel à travers la membrane d'une cellule nerveuse qui se propage le long de la cellule.

Lorsqu'une impulsion nerveuse n'est pas transmise, l'intérieur de la cellule nerveuse a une charge négative et l'extérieur une charge positive. On dit qu'il est au repos, la différence de potentiel à ce stade est le potentiel de repos. La différence de charge est due aux quantités d’ions trouvées à l’intérieur et autour de la cellule. Dans le cas des cellules nerveuses, la différence de potentiel est due aux ions sodium et potassium.

Toutes les impulsions nerveuses sont de nature ionique. Lorsque la cellule nerveuse est au repos, il existe différentes concentrations d'ions potassium et de sodium de part et d'autre de la membrane. Cette différence est maintenue par des pompes sodium-potassium dans la membrane. Cette pompe pompe les ions sodium de la cellule et les ions potassium à l'intérieur.

Les ions potassium et sodium diffusent à travers la membrane en raison de la différence de concentration des deux côtés. Les ions potassium peuvent facilement se diffuser hors de la cellule, mais la membrane est relativement imperméable aux ions sodium qui diffusent à l'intérieur. Le résultat général est que l'intérieur de la cellule nerveuse a une charge négative par rapport à l'extérieur de la cellule.

Lorsque la cellule nerveuse est stimulée et qu'une impulsion est initiée, la situation est momentanément inversée. L'intérieur de la cellule devient positif et l'extérieur négatif. Ce renversement soudain du potentiel de repos qui accompagne l'impulsion est le potentiel d'action. Un potentiel d'action a une durée de vie extrêmement courte. Une impulsion est donc en réalité une vague de dépolarisation, ou potentiels d'action, qui passe le long de la cellule.

Au cours d'une impulsion, la membrane cellulaire devient perméable aux ions sodium. Les ions sodium ont une concentration très élevée à l'extérieur de la membrane, ils se diffusent donc rapidement dans la cellule. Cela se produit très rapidement et inverse le potentiel de repos. Avec autant d'ions positifs maintenant trouvés dans la cellule, l'intérieur a une charge positive par rapport à l'extérieur.

Les ions sodium peuvent pénétrer dans la cellule par les canaux ioniques. Lorsque la cellule se repose, les canaux ioniques restent fermés et empêchent les ions sodium d'entrer dans la cellule. Lorsqu'ils sont stimulés par une impulsion, ils s'ouvrent et permettent l'appel des ions sodium. De cette manière, les potentiels d'action et les impulsions se propagent d'elles-mêmes. Le potentiel d'action dans une zone de la membrane stimule la zone suivante provoquant l'ouverture des canaux ioniques. Cela déclenche à son tour un potentiel d'action, qui stimule ensuite la zone suivante, etc.

Lorsque les ions sodium entrent dans la cellule, les ions potassium partent. C'est le début du processus de récupération où l'intérieur de la cellule commence à reprendre sa charge négative. Une fois le potentiel d'action passé et déplacé le long de la membrane cellulaire, les canaux ioniques se ferment et la membrane devient imperméable aux ions sodium. La pompe sodium-potassium pompe à nouveau les ions sodium et les ions potassium, ce qui permet de restaurer le potentiel de repos.