Потенціал дії

Потенціали дії що з’являються в синапсах правого верхнього нейрона стимулють струми в його дендритах. Ці струми деполяризують мембрану в його аксонному горбику, провокуючи потенціал дії що поширюється вниз по аксону аж до синапса, випускаючи нейромедіатор і стимулюючи постсинаптичний нейрон (знизу зліва).

Потенціал дії (ПД) — це короткочасні амплітудні зміни мембранного потенціалу спокою (МПС), що виникають при збудженні живої клітини. По суті це електричний розряд — швидка короткочасна зміна потенціалу на невеликій ділянці мембрани збудливості клітини (нейрона або м'язового волокна), в результаті якого зовнішня поверхня цієї ділянки стає негативно зарядженою по відношенню до сусідніх ділянок мембрани, тоді як його внутрішня поверхня стає позитивно зарядженою по відношенню до сусідніх ділянок мембрани. Потенціал дії є фізичною основою нервового або м'язового імпульсу, який відіграє сигнальну (регуляторну) роль.

Потенціали дії можуть відрізнятися за своїми параметрами в залежності від типу клітини і навіть на різних ділянках мембрани однієї і тієї ж клітини. Найхарактерніший приклад відмінностей: потенціал дії серцевого м'яза і потенціал дії більшості нейронів. Усе ж, в основі будь-якого потенціалу дії лежать такі явища:

1. 'Мембрана живої клітини поляризована' — її внутрішня поверхня заряджена негативно по відношенню до зовнішньої завдяки тому, що в розчині біля її зовнішньої поверхні знаходиться більша кількість позитивно заряджених частинок (катіонів), а біля внутрішньої поверхні — більша кількість негативно заряджених часток (аніонів).
2. 'Мембрана має вибіркову проникність' — її проникність для різних частинок (атомів або молекул) залежить від їх розмірів, електричного заряду і хімічних властивостей.
3. 'Мембрана збудливої клітини здатна швидко змінювати свою проникність'' для певного виду катіонів, викликається перехід позитивного заряду з зовнішньої сторони на внутрішню

Перші дві властивості характерні для всіх живих клітин. Третя ж є особливістю клітин збудливих тканин і причиною, за якою їх мембрани здатні генерувати і проводити потенціали дії.

Основною математичною моделлю, що описує генерацію та передачу потенціала дії, є модель Ходжкіна-Хакслі.

Інтернет-джерела

Анімація

• Ionic flow in action potentials at Blackwell Publishing
• Action potential propagation in myelinated and unmyelinated axons at Blackwell Publishing
• Generation of AP in cardiac cells and generation of AP in neuron cells
• Resting membrane potential from Life: The Science of Biology, by WK Purves, D Sadava, GH Orians, and HC Heller, 8th edition, New York: WH Freeman, ISBN 978-0-7167-7671-0.
• Ionic motion and the Goldman voltage for arbitrary ionic concentrations at University of Arizona
• A cartoon illustrating the action potential

Статті та інші матеріали

• The Action Potential John Kinnamon, University of Denver
• Resting and Action Membrane Potentials Teaching Resources Center, UC Davis. Animated tutorials
• Open-source software to simulate neuronal and cardiac action potentials at SourceForge.net