Sự lan truyền điện thế hoạt động màng tế bào

Trong các đoạn trước, chúng ta đã thảo luận về điện thế hoạt động khi nó xảy ra tại một điểm trên màng. Tuy nhiên, một điện thế hoạt động tạo ra ở bất kỳ một điểm trên một màng thường kích thích phần liền kề của màng tế bào, dẫn đến hoạt động lan truyền điện thế hoạt động dọc theo màng. Cơ chế này được chứng tỏ trong hình.

Hình. Lan truyền điện thế hoạt động theo cả hai hướng dọc theo sợi dẫn.

Hình A cho thấy một sợi dây thần kinh ở điều kiện nghỉ bình thường, và hình B cho thấy một sợi dây thần kinh đã được kích thích trong phần giữa của nó, phần giữa đột nhiên tăng tính thấm với natri. Các mũi tên hiển thị một “mạch điện tại chỗ” giữa vùng đang khử cực và phần màng ở vùng liền kề: điện tích dương được mang vào bên trong nhờ khuếch tán na trong suốt quá trình khử cực màng lan dọc đi vài mm ở cả 2 phía của lõi sợi trục thần kinh, điện thế dương của ion na trong sợi trục sẽ đi dọc theo sợi trục xa tới 1 đến 3 mm ở dây thần kinh lớn có myelin và làm phát sinh điện thế hoạt động ở vùng tiếp giáp. Vì vậy kênh natri ở những vùng mới này ngay lập tức được mở, như được chỉ ra trong hình C, D và lan truyền điện thế hoạt động một cách bùng nổ.

Những khu vực này mới được phân cực vẫn còn sản xuất các mạch điện tại chỗ nhiều dòng chảy xa hơn dọc theo màng, khiến càng ngày càng khử cực nhiều hơn. Như vậy, quá trình khử cực di chuyển dọc theo toàn bộ chiều dài dây thần kinh. Sự lan truyền của quá trình khử cực dọc theo một dây thần kinh hoặc sợi cơ được gọi là một xung động thần kinh hay cơ.

Hướng lan truyền: Như thể hiện trong hình, một màng dễ bị kích động không có dấu hiệu của sự lan truyền, nhưng điện thế hoạt động di chuyển theo tất cả các hướng từ vị trí kích thích, thậm chí dọc theo tất cả các nhánh của dây thần kinh cho đến khi toàn bộ màng đã phân cực.

Định luật tất cả hoặc là không: Khi một điện thế hoạt động đã được xuất hiện tại bất kỳ điểm nào trên màng của một sợi bình thường, quá trình khử cực đi qua toàn bộ màng nếu các điều kiện đều thỏa mãn, nhưng nó không được lan truyền nếu tất cả nếu điều kiện là không đúng. Nguyên tắc này được gọi là nguyên tắc tất cả hoặc không có gì, và nó áp dụng cho tất cả các mô có thể kích thích. Thỉnh thoảng, điện thế hoạt động đạt đến một điểm trên màng mà nó không tạo ra đủ điện thế để kích thích các khu vực kế tiếp của màng. Khi tình trạng này xảy ra, sự lan truyền của quá trình khử cực dừng lại. Do đó, để tiếp tục lan truyền một xung động xảy ra, tỷ số điện thế hoạt động và ngưỡng kích thích ở mọi lần phải lớn hơn 1. Yêu cầu “lớn hơn 1” được gọi là hệ số an toàn cho sự lan truyền.