Co to jest potencjalne przewodzenie działania?
Przewodnictwo potencjału czynnościowego to proces, w jaki gradient napięcia lub różnica w ładunku elektrycznym w komórce przechodzi do innych lub przez komórkę nerwową. Ładunek na zewnątrz błony komórkowej jest zwykle ujemny, podczas gdy wewnątrz jest dodatni. W komórkach nerwowych lub neuronach białka, które kierują dodatnio naładowane cząstki, zwane jonami, przez błonę zwykle pozwalają na zmianę potencjału czynnościowego. Zmiany w przepływie tych cząstek mogą zwiększyć lub zmniejszyć różnicę w ładunkach i normalnie kontrolować, czy sygnały są przewodzone, czy nie. Przewodnictwo jest zwykle kierowane przez przepływ jonów, zwykle zachodzących na pewną odległość w dół aksonu przed przejściem przez błonę komórkową.
W układzie nerwowym niektóre komórki mają stosunkowo krótkie aksony, podczas gdy inne mają rozszerzenia, które idą na większe odległości. Na przewodnictwo potencjałów czynnościowych ma również wpływ średnica aksonu. Jeśli jest szerszy, wówczas więcej jonów może przejść przez akson i przewodzić więcej prądu. Jednak odległość przewodnictwa jest zwykle krótsza w przypadku neuronów o większej średnicy.
Depolaryzacja błon komórkowych rozprzestrzenia się poprzez przewodzenie potencjału czynnościowego. Komórki nerwowe zwykle również przechodzą fazę spoczynkową zwaną okresem ogniotrwałym, podczas której kanały dla naładowanych cząstek nie otwierają się. Sygnały elektryczne mogą zatem przepływać w jednym kierunku od korpusu komórki do końca aksonu; może to również kontrolować, ile razy neuron może wystrzelić w danym czasie.
Przewodzenie potencjału czynnościowego jest często wspomagane przez powłoki mieliny, która jest zwykle wykonana z warstw komórek glejowych. Komórki pokryte mieliną mogą przewodzić impulsy nerwowe dalej, ponieważ jony nie mogą penetrować powłoki. Węzły między komórkami glejowymi tworzą przerwy w osłonce mielinowej, przez które mogą przechodzić hormony i kanały jonowe. Przewodzenie potencjałów czynnościowych zwykle zachodzi bardzo szybko między tymi węzłami, bez utraty siły sygnału. Jeśli mielina ulega degradacji, wówczas przewodzenie potencjałów czynnościowych w dół włókien nerwowych może zostać zakłócone, co czasami prowadzi do stanów takich jak stwardnienie rozsiane (MS), w których na funkcje organizmu wpływa brak sygnałów nerwowych.
Prądy zwykle przepływają przez ogniwa, ponieważ ładunek i potencjał elektryczny różnią się w zależności od lokalizacji. Przewodnictwo potencjałów czynnościowych ogólnie umożliwia przepływ prądów na całej długości aksonu po wewnętrznej stronie membrany. Kiedy prądy przechodzą przez membranę, na przykład do komórek mięśniowych, różnica ładunków zwykle powoduje przepływ na zewnątrz w przeciwnym kierunku. Potencjał elektryczny i prędkość impulsu można obliczyć za pomocą równań matematycznych, które uwzględniają intensywność potencjału czynnościowego oraz odległość fizyczną.