Toimintopotentiaali

Toimintopotentiaali on nopeasti etenevä sähköinen impulssi, joka välittää informaatiota hermosolussa. Se syntyy, kun aksonin alkusegmentissä kalvon jännite ylittää kynnysarvon ja jänniteherkät Na+-kanavat avautuvat. Depolarisaation seurauksena Na+-ionit virtaavat sisään, jolloin Kalvon potentiaali nousee kohti noin +30 millivoltia, ja huippu saavutetaan.

Na+-kanavien nopeasti tapahtuva inaktivaation sekä K+-kanavien hitaampi avautuminen käynnistävät repolarisaation, ja kalvon potentiaali palautuu kohti lepotilaa (noin -70 mV). Joissakin tapauksissa hyperpolarisaatio vie potentiaalin hetkeksi alemmas kuin lepotila ennen seuraavan potentiaalin syntyä. Toimintopotentiaali on usein all-or-none-vaste: kerran kynnysarvo ylittyy, tapahtuma etenee yhtä lailla riippumatta alkuperäisestä depolarisaation voimasta.

Potentiaali etenee aksonissa paikallisten virtapiirien kautta. Myelinisoitujen axonien nopeus on suurempi, koska johtuminen tapahtuu saltatorisesti solmujen Ranvierien välillä. Tämä kiihdyttää viestin etenemistä verrattuna täysin eristettyyn aksoniin.johtumisnopeus riippuu aksonin halkaisijasta sekä myeloinnista ja vaihtelee noin yhdestä metristä sekunnissa useisiin kymmeniin tai jopa satoihin metreihin sekunnissa.

Toimintopotentiaali on keskeinen hermosolujen viestinnässä. Se aloittaa presynaptisen terminaalin Ca2+-kanavien avautumisen ja neurotransmitterien vapautumisen, mikä synaptisessa liittymässä siirtää signaalin seuraavalle neuronille tai lihakselle. Skillissä se mahdollistaa lähes kaiken aistinnoista liikkeiden säätöön ja kognitiivisiin prosesseihin liittyvän hermoverkoston toiminnan.