Potentiel d'action

Comme Potentiel d'action il s'agit d'un changement à court terme du potentiel de membrane. Les potentiels d'action apparaissent généralement sur la colline axonale d'une cellule nerveuse et sont la condition préalable à la transmission du stimulus.

Quel est le potentiel d'action?

Le potentiel d'action est une inversion spontanée de la charge dans les cellules nerveuses. Les potentiels d'action apparaissent sur la colline axone. La colline axone est à l'origine des processus de transmission d'une cellule nerveuse. Le potentiel d'action migre ensuite le long de l'axone, c'est-à-dire le processus nerveux.

Un potentiel peut durer entre une milliseconde et quelques minutes. Chaque potentiel d'action est également prononcé dans son intensité. Il n'y a donc ni potentiel d'action faible ni fort. Il s'agit davantage de réactions tout ou rien, c'est-à-dire que soit un stimulus est suffisamment puissant pour déclencher complètement un potentiel d'action, soit le potentiel d'action n'est pas du tout déclenché. Chaque potentiel d'action se déroule en plusieurs phases.

Fonction et tâche

Avant le potentiel d'action, la cellule est dans son état de repos. Les canaux sodiques sont largement fermés, les canaux potassiques sont partiellement ouverts. Grâce au mouvement des ions potassium, la cellule maintient ce que l'on appelle le potentiel de membrane de repos dans cette phase. C'est environ -70 mV. Donc, si vous deviez mesurer la tension à l'intérieur de l'axone, vous obtiendriez un potentiel négatif de -70 mV. Cela peut être attribué à un déséquilibre de charge des ions entre l'espace à l'extérieur de la cellule et le fluide de la cellule.

Les appendices récepteurs des cellules nerveuses, les dendrites, captent les stimuli et les transmettent à l'axone par l'intermédiaire du corps cellulaire. Le potentiel de la membrane au repos change à chaque stimulus entrant. Cependant, pour qu'un potentiel d'action soit déclenché, une valeur seuil doit être dépassée sur la colline axone. Cette valeur seuil n'est atteinte que lorsque le potentiel de membrane augmente de 20 mV à -50 mV. Si le potentiel de membrane ne monte qu'à -55 mV, par exemple, rien ne se passe à cause de la réaction du tout ou rien.

Si la valeur seuil est dépassée, les canaux sodium de la cellule s'ouvrent. Des ions sodium chargés positivement entrent, le potentiel de repos continue d'augmenter. Les canaux potassiques se ferment. Le résultat est une inversion de polarisation. L'espace dans l'axone est maintenant chargé positivement pendant une courte période. Cette phase est également appelée dépassement.

Les canaux sodiques se referment avant que le potentiel maximum de membrane ne soit atteint. Pour ce faire, les canaux potassiques s'ouvrent et les ions potassium sortent de la cellule. La repolarisation a lieu, ce qui signifie que le potentiel de membrane s'approche à nouveau du potentiel de repos. La soi-disant hyperpolarisation se produit même pendant une courte période. Le potentiel de membrane descend en dessous de -70 mV. Cette période d'environ deux millisecondes est également appelée période réfractaire. Dans la période réfractaire, il n'est pas possible de déclencher un potentiel d'action. Ceci afin d'éviter une surexcitabilité de la cellule.

Après la régulation par la pompe sodium-potassium, la tension est à nouveau à -70 mV et l'axone peut être à nouveau excité par un stimulus. Le potentiel d'action est maintenant transmis d'une section de l'axone à la suivante. Comme la section précédente est toujours dans la période réfractaire, le stimulus ne peut être transmis que dans une seule direction.

Cependant, cette transmission de stimulus continue est plutôt lente. La transmission du stimulus saltatoire est plus rapide. Les axones sont entourés d'une soi-disant gaine de myéline. Cela agit comme une sorte de ruban isolant. Entre les deux, la gaine de myéline est interrompue à plusieurs reprises. Ces pauses sont appelées anneaux de liaison. Dans la transmission du stimulus saltatoire, les potentiels d'action sautent désormais presque d'un anneau à l'autre. Cela augmente considérablement la vitesse de transfert.

Le potentiel d'action est la base de la transmission des informations de relance. Toutes les fonctions du corps reposent sur cette transmission.

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Maladies et affections

Si les gaines de myéline des cellules nerveuses sont attaquées et détruites, de graves perturbations de la transmission des stimuli se produisent. Avec la perte de la gaine de myéline, la charge est perdue en transit. Cela signifie qu'une charge supplémentaire est nécessaire pour exciter l'axone lors de la prochaine rupture de la gaine de myéline. Si la couche de myéline est légèrement endommagée, le potentiel d'action se produit avec un retard. En cas de dommages importants, la transmission de l'excitation peut être complètement interrompue, car plus aucun potentiel d'action ne peut être déclenché.

Les gaines de myéline peuvent être affectées par des anomalies génétiques telles que la maladie de Krabbe ou la maladie de Charcot-Marie-Tooth. La maladie démyélinisante la plus connue est probablement la sclérose en plaques. Ici, les gaines de myéline sont attaquées et détruites par les propres cellules de défense du corps. En fonction des nerfs affectés, des troubles visuels, une faiblesse générale, une spasticité, une paralysie, une sensibilité ou des troubles du langage peuvent survenir.

La Paramyotonia congenita est une maladie assez rare. En moyenne, une seule personne sur 250 000 est touchée. La condition est un trouble du canal sodique. Cela permet aux ions sodium de pénétrer dans la cellule même dans les phases dans lesquelles le canal sodium doit réellement être fermé et ainsi déclencher un potentiel d'action, même s'il n'y a en fait aucun stimulus. En conséquence, il peut y avoir une tension permanente dans les nerfs. Cela se traduit par une augmentation de la tension musculaire (myotonie). Après un mouvement volontaire, les muscles se relâchent significativement après un délai.

La voie inverse est également envisageable avec Paramyotonia congenita. Il est possible que le canal sodium ne permette pas aux ions sodium d'entrer dans la cellule, même lorsqu'il est excité. Un potentiel d'action ne peut être déclenché qu'avec un retard ou pas du tout, malgré un stimulus entrant. Il n'y a pas de réaction au stimulus. Il en résulte des troubles de la sensibilité, une faiblesse musculaire ou une paralysie. L'apparition des symptômes est particulièrement favorisée par les basses températures, c'est pourquoi les personnes touchées doivent éviter tout refroidissement des muscles.