Điện thế hoạt động của tế bào thần kinh

Điện thế hoạt động di chuyển dọc theo màng nơron truyền đạt các tín hiệu thần kinh. Mỗi điện thế hoạt động bắt đầu từ sự thay đổi đột ngột điện thế âm của màng thành điện thế dương và kết thúc với một tốc độ thay đổi nhanh chóng tương đương để trở lại điện thế âm. Để tạo ra những tín hiệu thần kinh, điện thế hoạt động di chuyển dọc theo tế bào sợi thần kinh cho tới điểm kếtthúc của nó.

Phần trên của hình chỉ ra sự thay đổi xảy ra ở màng trong suốt quá trình xuất hiện điện thế hoạt động với sự vận chuyển điện tích dương vào bên trong màng vào lúc bắt đầu và sau đó trả lại điện tích dương ra ngoài vào lúc kết thúc. Phần dưới của hình vẽ chỉ ra sự thay đổi tiếp theo của điện thế màng chỉ trong một vài phần vạn giây, chứng minh sự xuất hiện bùng nổ của điện thế hoạt động và sự quay lại trạng thái ban đầu cũng nhanh tương đương.

Những giai đoạn liên tiếp nhau của điện thế hoạt động.

Hình. Ghi điện thế hoạt động điển hình bằng phương pháp hiển thị trong bảng trên của hình.

Giai đoạn nghỉ

Giai đoạn nghỉ là điện thế màng trước khi điện thế hoạt động xuất hiện. Người ta nói là màng ở trạng thái khử cực hóa trong suốt giai đoạn này bởi điện thế màng -90mV chứng minh điều đó.

Giai đoạn khử cực

Vào thời điểm này, màng đột nhiên rất thấm với ion natri, cho phép một lượng lớn natri ùa vào bên trong sợi trục nơ ron. Trạng thái cực hóa -90mV ngay lập tức bị mất bởi dòng natri mang điện tích dương tạo nên sự chuyển nhanh chóng điện thế sang phía điện thế dương. Hiện tượng này gọi là khử cực. Ở những sợi thần kinh lớn, quá nhiều natri di chuyển vào bên trong gây ra điện thế màng tăng quá đà qua mức 0 tới một giá trị dương nào đó. Ở một số tế bào thần kinh nhỏ hơn , cũng như những nơron của tế bào thần kinh trung ương, điện thế chỉ đo được gần tới mức không, chứ không vọt quá đà lên trị số dương.

Giai đoạn tái cực

Ngay trong khoảnh khắc ngắn vài phần vạn giây sau khi màng tăng vọt tính thấm với natri, kênh natri bắt đầu đóng và kênh kali mở rộng hơn bình thường. Sau đó ion kali khuếch tán nhanh chóng ra ngoài tái tạo lại trạng thái cực hóa lúc nghỉ, do đo được gọi là giai đoạn tái cực.

Để giải thích đầy đủ hơn về các yếu tố gây ra quá trình khử cực và tái cực, chúng ta sẽ mô tả những đặc điểm của 2 loại kênh vận chuyển qua màng tế bào thần kinh: cổng điện thế natri và kênh kali.