Potencjał czynnościowy — jak neuron przekazuje sygnał?
Impuls nerwowy to fala zmian potencjału błonowego. W spoczynku wnętrze neuronu ma około −70 mV. Gdy bodziec przekroczy próg pobudzenia (−55 mV), otwierają się kanały jonowe i powstaje potencjał czynnościowy: najpierw Na⁺ wpływa do komórki (depolaryzacja), potem K⁺ wypływa (repolaryzacja). W tym 15-sekundowym wideo i wyjaśnieniu krok po kroku pokazujemy cały przebieg.
Krok po kroku
- 1
Potencjał spoczynkowy. Wnętrze komórki ma około −70 mV.
- 2
Próg pobudzenia. Bodziec musi przekroczyć −55 mV, żeby wywołać impuls.
- 3
Depolaryzacja. Kanały sodowe otwierają się, Na⁺ wpływa do komórki — potencjał rośnie do około +30 mV.
- 4
Repolaryzacja. Kanały potasowe otwierają się, K⁺ wypływa — potencjał spada.
- 5
Hiperpolaryzacja i powrót. Krótki spadek poniżej −70 mV, potem powrót do potencjału spoczynkowego.
- 6
Zasada „wszystko albo nic”. Bodziec ponad próg daje pełny impuls; poniżej progu — brak.
Wyjaśnienie
Neuron w spoczynku utrzymuje ujemny potencjał błonowy (około −70 mV) dzięki różnicy stężeń jonów po obu stronach błony. Bodziec, który przekroczy próg pobudzenia (−55 mV), otwiera bramkowane napięciem kanały sodowe — jony Na⁺ gwałtownie wpływają do komórki, a potencjał rośnie do około +30 mV (depolaryzacja). Następnie kanały sodowe się zamykają, a otwierają potasowe: K⁺ wypływa z komórki i potencjał wraca do wartości ujemnych (repolaryzacja), z krótką hiperpolaryzacją poniżej poziomu spoczynkowego. Potencjał czynnościowy podlega zasadzie „wszystko albo nic”: po przekroczeniu progu impuls ma zawsze pełną amplitudę, niezależnie od siły bodźca.
Najczęstsze pytania
›Co to jest potencjał czynnościowy?
Krótkotrwała zmiana potencjału błonowego neuronu, która przenosi impuls nerwowy wzdłuż komórki.
›Dlaczego wnętrze neuronu jest ujemne w spoczynku?
Przez różnicę stężeń jonów po obu stronach błony i pracę pompy sodowo-potasowej — potencjał spoczynkowy wynosi około −70 mV.
›Jaka jest rola jonów Na⁺ i K⁺?
Napływ Na⁺ powoduje depolaryzację (wzrost potencjału), a wypływ K⁺ — repolaryzację (powrót do wartości ujemnych).
›Co oznacza zasada „wszystko albo nic”?
Bodziec powyżej progu wywołuje impuls o pełnej amplitudzie; bodziec poniżej progu nie wywołuje impulsu w ogóle.