Potencjał czynnościowy — próg i zasada „wszystko albo nic”

Co się właśnie stało?

Póki bodziec nie dobił do progu −55 mV, powstawał tylko drobny, gasnący potencjał lokalny — żadnej iglicy. Gdy próg został przekroczony, neuron wystrzelił pełny impuls. I choć potem zwiększałeś siłę bodźca coraz mocniej, kształt i wysokość iglicy się nie zmieniały.

Wartości progowe:

Spoczynkowy potencjał błony to $-70\ \text{mV}$, a próg pobudzenia to $-55\ \text{mV}$. Dopiero depolaryzacja do progu otwiera lawinowo bramkowane napięciem kanały sodowe.

Rola jonów Na⁺ i K⁺:

Depolaryzacja: napływ jonów Na⁺ do wnętrza komórki gwałtownie podnosi potencjał do ~$+30\ \text{mV}$. Repolaryzacja: kanały Na⁺ się zamykają, a wypływ jonów K⁺ na zewnątrz przywraca ujemny potencjał — z krótką hiperpolaryzacją poniżej −70 mV, zanim błona wróci do spoczynku.

Zasada „wszystko albo nic":

Impuls albo powstaje w pełni (po przekroczeniu progu), albo wcale (poniżej progu). Amplituda nie zależy od siły bodźca — silniejszy bodziec nie daje wyższej iglicy. Informację o sile bodźca neuron koduje częstotliwością impulsów, nie ich wysokością.

Okres refrakcji:

Tuż po iglicy kanały sodowe są zainaktywowane — to refrakcja bezwzględna. Drugi bodziec, nawet nadprogowy, nie wywoła wtedy impulsu (na wykresie zaznaczona jako ✗). Dlatego przy małym odstępie widzisz tylko jedną iglicę. Refrakcja narzuca górny limit częstotliwości i wymusza jednokierunkowy bieg impulsu wzdłuż aksonu.

Po co Ci to na maturze:

Klasyka zadań o neuronie: wskazać próg, opisać rolę Na⁺/K⁺ w kolejnych fazach, wyjaśnić, dlaczego silniejszy bodziec nie zwiększa amplitudy (kodowanie częstotliwością) i po co jest refrakcja. Trzymaj się schematu: spoczynek → próg → depolaryzacja (Na⁺) → repolaryzacja (K⁺) → hiperpolaryzacja → refrakcja.

Ten eksperyment łączy się z filmem /multimedia/potencjal-czynnosciowy — obejrzyj animację przebiegu impulsu wzdłuż aksonu.

Zapamiętaj: neuron działa według reguły „wszystko albo nic" — powyżej progu −55 mV impuls ma zawsze tę samą amplitudę, a jego siłę koduje częstotliwość, nie wysokość.