Psicobiologia: le fasi del potenziale d'azione

 • Potenziale di riposo
i canali Na+ voltaggio-dipendenti e i canali K+ voltaggio-dipendenti, concentrati nel monticolo assonico e nei nodi di Ranvier, sono chiusi.
• Depolarizzazione
il potenziale di membrana (Vm), non ha oltrepassato il valore di soglia.
• Fase crescente
Oltrepassato il valore di soglia alcuni canali Na+ voltaggio-dipendenti iniziano ad aprirsi depolarizzando il Vm ulteriormente. Altri canali Na+ voltaggio-dipendenti con sensibilità diversa entrano in azione a catena finché viene raggiunto il potenziale a punta.
• Potenziale a punta
I canali sono sensibili al voltaggio e si inattivano con un meccanismo temporizzato dopo circa 1ms. Entra molto più Na+ di quanto non esca K+ e in questa situazione il Vm si assesta a +50mV. A questo punto, superata la soglia del potenziale d’azione, 1ms dopo, i canali K+ voltaggio-dipendenti si aprono.
• Fase decrescente
La cellula viene ripolarizzata molto velocemente a causa dei gradienti di concentrazione degli ioni K+ e le differenze elettriche.
• Iperpolarizzazione
In questa fase ci sono molti canali K+ aperti e la cellula iperpolarizza e poi si ristabilisce a -65mV.
• Periodo refrattario assoluto
Vm torna ad essere quello di riposo tuttavia non è possibile una nuova depolarizzazione per meno di 1ms a qualche ms.
Questo limita le scariche al secondo a circa 500Hz.
• Periodo refrattario relativo
In questa fase alcuni canali Na+ voltaggio-dipendente sono inattivi perciò serve uno stimolo più forte del normale per scatenare un nuovo potenziale d’azione. Determina una relazione tra intensità della stimolazione e frequenza di scarica.

Alcuni neuroni hanno periodi refrattari brevissimi, altri hanno frequenze che cambiano nel corso del tempo, altri hanno dei burst e periodi refrattari più lunghi.

La conduzione del potenziale d’azione
Nel monticolo assonico, ricco di canali Na+ voltaggio-dipendenti, diversi segnali elettrici giungono alla cellula e vengono integrati per dare luogo al potenziale d’azione. I segnali possono essere eccitatori o inibitori. I primi fanno scattare il potenziale d’azione.
Una volta scatenato inizia a propagarsi nell’assone non mielinizzato, ma non in maniera elettrotonica perché il citoplasma non è un buon conduttore, aprendo canali voltaggio-dipendenti al passaggio del potenziale d’azione attivamente. La velocità è bassa.
Nell’assone mielinizzato, nei pressi della guaina mielinica, il segnale può viaggiare come se fosse un potenziale graduato, cioè in modo passivo e pressoché istantaneo con dispersione di corrente. Il nodo di Ranvier, ricco di canali Na+ voltaggio-dipendenti, riamplifica il segnale.