La genèse du potentiel d’action
La genèse du potentiel d’action a lieu au niveau du cône d’émergence, à la base du corps cellulaire du neurone (ou le péricaryon) qui fait la sommation des potentiels gradués provenant des synapses situées le long des dendrites et sur le corps cellulaire :
? si cette somme ne dépasse pas le seuil d’excitabilité du neurone (-55 mV en général), le message nerveuxn’est pas relayé par l’axone.
? si ce seuil est atteint, un potentiel d’action est créé :
? l’ouverture des canaux de la membrane dépend du courant membranaire,
? ainsi ce seuil (le seuil d’excitabilité) correspond à l’ouverture des canaux,
? ces canaux laissent passer des ions qui dépolarisent la membrane et engendrent le potentiel d’action ce qui transmet une plus forte dépolarisation surune portion membranaire voisine induisant l’ouverture des canaux de cette portion voisine donc la propagation du potentiel d’action.
? s’ensuit la période réfractaire.
Tout d’abord la période réfractaire absolue : durant environ 1,5 ms le seuil d’excitabilité devient infini, il est donc impossible de créer un autre potentiel d’action au même endroit que précédemment.
Puis vient la périoderéfractaire relative, durant laquelle le seuil d’excitabilité diminue jusqu’à revenir à valeur normale de -55 mV. Si pendant cette phase, le potentiel du corps cellulaire est encore supérieur au seuil d’excitabilité, ou le redevient par action des dendrites, un nouveau potentiel d’action est créé, et ainsi de suite jusqu’à ce que le seuil d’excitabilité ne soit plus dépassé.
Tous les potentielsd’action ayant la même amplitude (+100 mV), le codage de l’influx nerveux se fait donc en modulation de fréquence.
Il faut rappeler que les valeurs ici décrites sont celles du neurone « idéal » des électrophysiologistes, elles peuvent avoir des valeurs très différentes pour le seuil d’excitabilité, le potentiel de repos…
Les potentiels d’actions se propagent par processus des bases ioniques.
Lespotentiels d’actions, de repos et gradués dépendent :
? des gradients de concentration,
? de la perméabilité de la membrane aux ions potassium et sodium.
Initiation du potentiel d’action :
? augmentation de la perméabilité de la membrane,
? diffusion des ions sodium et potassium le long des gradients de concentration.
Conduction
Lorsqu’un potentiel d’action apparaît à un endroit donné del’axone, la portion voisine qui lui a donné naissance entre en période réfractaire, ce qui l’empêche d’être excitée à son tour. Cette période réfractaire est expliquée par la désensibilisation des canaux sodiques dépendant du voltage.
En revanche la portion voisine qui n’a pas encore présenté de potentiel d’action commence à être excitée. Cette excitation provient de petits courants électriquestrès locaux qui s’établissent entre portion excitée et portion non encore excitée. De proche en proche, se créent donc les conditions de naissance d’un potentiel d’action à côté de la portion qui est en train de réaliser un potentiel d’action (propagation régénérative).
Ainsi, la période réfractaire explique l’unidirectionalité de l’influx nerveux, depuis le cône d’émergence jusqu’à ses extrémités,les terminaisons synaptiques.
L’influx nerveux conserve toutes ses caractéristiques (amplitude, fréquence) durant sa progression : il est conservatif.
La conduction peut se faire soit de proche en proche le long de l’axone lorsque ce dernier est nu, soit de manière saltatoire lorsque l’axone possède une gaine de myéline. La myéline est maintenue autour de l’axone par les cellules de Schwann pourles neurones du système nerveux périphérique (ensemble des nerfs) et par les oligodendrocytes pour les neurones du système nerveux central (encéphale + moelle épinière), et chacune de ces cellules est séparée de ses deux voisines par un petit espace appelé nœud de Ranvier : l’influx nerveux sautealors (origine étymologique de saltatoire) de nœud de Ranvier en nœud de Ranvier, car la myéline…