Sinonimi
živčani impuls, potencijal pobude, šiljak, val pobude, akcijski potencijal, električno pobuđivanje
Definicija
Akcijski potencijal je kratka promjena membranskog potencijala stanice u odnosu na potencijal mirovanja. Koristi se za prijenos električne pobude i stoga je osnovni za prijenos podražaja.
Fiziologija
Da bismo razumjeli akcijski potencijal, prvo moramo postati svjesni potencijala odmora stanice. Svaka uzbudljiva stanica u mirovanju ima jednu. Uzrokovana je razlikom u naboju između unutarnje i vanjske strane stanična membrana a ovisi o ćeliji u kojoj se visini nalazi.
Obično vrijednosti variraju između -50 mV i -100 mV. Većina živčanih stanica ima potencijal odmora od -70mv, što znači da u ostatku stanje unutarnje strane stanična membrana je negativno nabijen nasuprot vanjske strane stanične membrane. Sada gledamo razvoj akcijskog potencijala pomoću a živčana stanica kao primjer.
Ovdje akcijski potencijali uzrokuju brzo provođenje pobude u tijelu na velike udaljenosti. Stanica ima membranski potencijal u mirovanju, koji održava natrij-kalij pumpa. Uzbuda, potaknuta podražajem, dopire do stanice.
Uljev natrij ioni čine unutrašnjost stanice pozitivnijom. Ako se prekorači određena vrijednost praga (u slučaju živčana stanica cca. - 50mV) aktivira se akcijski potencijal.
To djeluje prema principu "sve ili ništa". To znači da „malo akcijskog potencijala“ ne postoji, bilo da je stvoren ili ne. Oblik akcijskog potencijala je uvijek isti nakon prekoračenja vrijednosti praga, bez obzira na jačinu podražaja.
Ako je vrijednost praga premašena, mnogi natrij kanali na stanična membrana otvoreni odjednom i izvana mnogi natrijevi ioni istječu u unutrašnjost stanice odjednom. Stanica iznutra postaje pozitivna s do približno +20 do +30 mV.
Taj se događaj naziva i "širenje" ili "prekoračenje". Nakon što je širenje doseglo svoj maksimum, natrijevi kanali se ponovno počinju zatvarati. Kalij kanali se otvaraju, uzrokujući pozitivno nabijene kalijeve ione da istječu iz stanice, a unutrašnjost stanice ponovno postaje negativnija.
Kao rezultat repolarizacije, potencijal odmora obično je u početku premali i može doseći vrijednosti do - 90 mV, na primjer u živčana stanica s potencijalom odmora od -70 mV. To se naziva i hiperpolarizirajući afterpotencijal. To je uzrokovano činjenicom da kalij kanali se opet sporije zatvaraju i tako pozitivnije nabijeni kalijevi ioni istječu iz stanice.
Izvorni omjer tada obnavlja natrij-kalijeva pumpa, koja transportira tri natrijeva iona iz stanice dok troši energiju, a zauzvrat transportira dva kalijeva iona u stanicu. Za akcijski potencijal važna je takozvana vatrostalna faza. To je uzrokovano činjenicom da su nakon aktiviranja akcijskog potencijala natrijevi kanali još kratko vrijeme neaktivni.
Dakle, tijekom „apsolutnog vatrostalnog vremena“ ne može se pokrenuti daljnji akcijski potencijal, a tijekom „relativnog vatrostalnog vremena“ može se samo uvjetno pokrenuti daljnji akcijski potencijal. Akcijski potencijal traje oko 1-2 milisekunde u živčanim stanicama. U srce mišićne stanice može trajati i nekoliko stotina milisekundi.
