Il potenziale di membrana a riposo e i potenziali d'azione sono essenziali per la neurofisiologia. Questi processi elettrici, regolati da pompe ioniche e canali voltaggio-dipendenti, permettono la trasmissione dei segnali nervosi. Il modello di Hodgkin e Huxley, premiato con il Nobel, spiega le dinamiche ioniche alla base della conduzione nervosa.
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Il potenziale di membrana a riposo è la differenza di potenziale elettrico tra l'interno e l'esterno di una cellula nervosa in condizioni di non stimolazione
Distribuzione diseguale di ioni
Il potenziale di membrana a riposo è dovuto alla distribuzione diseguale di ioni attraverso la membrana cellulare, mantenuta dalle pompe ioniche e dai canali ionici
Attività delle pompe ioniche e permeabilità selettiva della membrana
L'interno della cellula nervosa è tipicamente negativo rispetto all'esterno a causa dell'attività delle pompe Na+/K+ ATPasi e della permeabilità selettiva della membrana agli ioni
Iperpolarizzazione e depolarizzazione
Le variazioni del potenziale di membrana, come l'iperpolarizzazione (aumento della negatività) e la depolarizzazione (riduzione della negatività), sono fondamentali per la generazione dei segnali nervosi
Un potenziale d'azione è un evento all-or-nothing caratterizzato da una rapida inversione della polarità della membrana, seguita da una fase di ripolarizzazione che riporta il potenziale al valore di riposo
Il potenziale di soglia è il livello di depolarizzazione necessario per innescare un potenziale d'azione
Cono d'ingresso dell'assone
Il cono d'ingresso dell'assone, o monticolo assonico, è tipicamente la regione con il potenziale di soglia più basso, dove è più probabile che si generi un potenziale d'azione
Propagazione del potenziale d'azione
Una volta innescato, il potenziale d'azione si propaga lungo l'assone senza decremento, trasmettendo il segnale nervoso a distanza
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Valore tipico del potenziale di membrana a riposo
Circa -70 mV, indica la polarizzazione della cellula nervosa in assenza di stimoli.
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Ruolo delle pompe Na+/K+ ATPasi
Mantengono il gradiente ionico, pompano Na+ fuori e K+ dentro contro il loro gradiente di concentrazione.
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Effetto dell'iperpolarizzazione
Aumenta la negatività del potenziale di membrana, rendendo più difficile l'innescarsi di un potenziale d'azione.
