Le potentiel d’action est une brève inversion de la polarité électrique à travers la membrane d’une cellule nerveuse ou musculaire, générée par l’activation de canaux ioniques voltage-dépendants. Il se produit lorsque la membrane dépolarise suffisamment pour déclencher l’ouverture des canaux ioniques voltage-dépendants, permettant l’entrée massive d’ions positifs dans la cellule. Cela se traduit par une inversion de la polarité électrique, appelée dépolarisation, qui se propage le long de la membrane. Le potentiel d’action permet la communication entre les cellules nerveuses et musculaires et est essentiel pour la transmission de l’information nerveuse et la contraction musculaire.
Le potentiel d’action est déclenché par une dépolarisation rapide de la membrane plasmique des cellules excitées. Cela peut être causé par une stimulation électrique, chimique ou mécanique. Les neurones transmettent des impulsions électriques le long de leur axone en utilisant le potentiel d’action pour communiquer avec d’autres neurones et les cellules cibles. Pour que le potentiel d’action puisse être déclenché, il faut que la membrane plasmique de la cellule atteigne un certain seuil de dépolarisation en réponse à une stimulation appropriée. Ce seuil est généralement d’environ 15 à 20 millivolts au-dessus du potentiel de repos de la cellule. Une fois que le seuil est atteint, les canaux ioniques de la membrane plasmique s’ouvrent, permettant l’entrée de sodium en grande quantité dans la cellule. Cela provoque une forte dépolarisation de la membrane plasmique, déclenchant ainsi le potentiel d’action.
Voici un résumé
du potentiel d’action :
1. Repos (potentiel de repos) : la membrane est polarisée et la différence de potentiel électrique à travers la membrane est stable, généralement autour de -70 mV.
2. Dépolarisation : une stimulation suffisamment forte entraîne une ouverture des canaux sodiques voltage-dépendants, permettant l’entrée de sodium (Na+) dans la cellule et conduisant à une dépolarisation rapide de la membrane.
3. Pointe : la dépolarisation de la membrane atteint un seuil critique (environ -55 mV) qui déclenche l’ouverture des canaux sodiques voltage-dépendants à leur maximum, entraînant une entrée massive de sodium et une forte augmentation de la différence de potentiel électrique à travers la membrane.
4. Repolarisation : après la pointe, les canaux sodiques se ferment et les canaux potassiques voltage-dépendants s’ouvrent, permettant une sortie de potassium (K+) de la cellule et donc une repolarisation graduelle de la membrane.
5. Hyperpolarisation : après la repolarisation, la sortie de potassium se poursuit brièvement, entraînant une hyperpolarisation temporaire de la membrane.
6. Retour au repos : les canaux ioniques voltage-dépendants se referment et la différence de potentiel électrique à travers la membrane revient progressivement à son niveau de repos.
Ce schéma représente le potentiel d’action d’une cellule nerveuse, mais les cellules musculaires ont également des potentiels d’action similaires.