Come fa un segnale a viaggiare lungo il neurone?

La trasmissione del segnale lungo un neurone, nota come potenziale d'azione, coinvolge diversi processi chiave:

1. Potenziale di riposo: I neuroni mantengono un potenziale di riposo, in cui l'interno della cellula è negativo rispetto all'esterno. Questa differenza di potenziale elettrico è mantenuta da pompe ioniche, come la pompa sodio-potassio, che muovono attivamente gli ioni attraverso la membrana cellulare.

2. Depolarizzazione: Quando uno stimolo o un segnale raggiunge un neurone, provoca l’apertura di alcuni canali ionici nella membrana cellulare. I più importanti di questi canali sono i canali del sodio. Quando i canali del sodio si aprono, gli ioni sodio si riversano nel neurone, provocando una rapida depolarizzazione della membrana. Ciò significa che l'interno della cellula diventa meno negativo o più positivo rispetto all'esterno.

3. Potenziale d'azione: Se la depolarizzazione raggiunge una certa soglia, innesca un potenziale d'azione. Durante un potenziale d'azione, il potenziale di membrana del neurone si inverte rapidamente, diventando più positivo all'interno. Questo è anche noto come "attivazione" di un neurone.

4. Scambio sodio-potassio: Durante un potenziale d'azione, l'apertura dei canali del sodio consente agli ioni sodio di entrare nel neurone, mentre l'apertura dei canali del potassio consente agli ioni potassio di lasciare il neurone. L'afflusso di ioni sodio è responsabile della rapida depolarizzazione, mentre l'efflusso di ioni potassio aiuta a ripolarizzare la membrana verso il potenziale di riposo.

5. Ripolarizzazione: Dopo un potenziale d'azione, i canali del sodio si chiudono e i canali del potassio rimangono aperti per un periodo più lungo. Ciò consente a più ioni potassio di lasciare il neurone, facendo sì che il potenziale di membrana diventi nuovamente più negativo. Questo processo è chiamato ripolarizzazione e ripristina il potenziale di riposo.

6. Iperpolarizzazione: In alcuni casi, il potenziale di membrana può diventare più negativo del potenziale di riposo dopo un potenziale d'azione. Questo si chiama iperpolarizzazione. Deriva da un continuo efflusso di ioni potassio e dall'attivazione di ulteriori canali del potassio.

7. Periodi refrattari: Dopo un potenziale d'azione, ci sono due periodi refrattari:il periodo refrattario assoluto e il periodo refrattario relativo. Durante il periodo refrattario assoluto, un neurone non può generare un altro potenziale d'azione, non importa quanto sia forte lo stimolo. Durante il periodo refrattario relativo può essere generato un potenziale d'azione, ma richiede uno stimolo più forte del solito. Questi periodi refrattari assicurano che i segnali vengano trasmessi in una direzione lungo il neurone.

La sequenza di depolarizzazione, generazione del potenziale d'azione, ripolarizzazione e periodi refrattari consente ai segnali elettrici di propagarsi lungo il neurone, consentendo la comunicazione tra le diverse parti del sistema nervoso.