Le potentiel d'action

En physiologie, un potentiel d'action est un événement de courte durée au cours duquel le potentiel électrique de la membrane d'une cellule augmente et diminue rapidement, en suivant une trajectoire cohérente. Les potentiels d'action se produisent dans plusieurs types de cellules animales, appelées cellules excitables, qui comprennent les neurones, les cellules musculaires et les cellules endocrines.

Dans les neurones, les potentiels d'action jouent un rôle central dans la communication intercellulaire en assurant la propagation des signaux le long de l'axone du neurone vers des boutons situés aux extrémités de l'axone, qui peuvent ensuite se connecter à d'autres neurones au niveau des synapses, ou à des cellules ou des glandes. Dans les cellules musculaires, par exemple, un potentiel d'action est la première étape de la chaîne d'événements menant à la contraction.

Les potentiels d'action impliquent à la fois des canaux sodiques et des canaux potassiques voltage-dépendants et intégrés à la membrane cellulaire. Ces canaux ioniques sont fermés lorsque le potentiel de la membrane est proche du potentiel membranaire de repos de la cellule, mais ils commencent rapidement à s'ouvrir si le potentiel de la membrane augmente jusqu'à un potentiel seuil précisément défini.

La dépolarisation

Lorsque les canaux sodiques dépendant du voltage s'ouvrent (en réponse à une dépolarisation ou à une hyperpolarisation), ils permettent un flux d'ions sodium vers l'intérieur, ce qui modifie le gradient électrochimique et provoque l'ouverture d'autres canaux, ce qui augmente le potentiel de la membrane et produit un courant électrique plus important à travers la membrane cellulaire, et ainsi de suite. Le processus se déroule de manière explosive jusqu'à ce que tous les canaux sodiques disponibles soient ouverts, ce qui entraîne le pic important du potentiel d'action. L'afflux rapide d'ions sodium dépolarise la cellule, entraînant l'inactivité (la fermeture) des canaux sodiques.

La repolarisation

Lorsque les canaux sodiques dépendant du voltage se ferment, plus aucun ion sodium n'entre dans le neurone et n'est activement transporté hors de la cellule. Les canaux potassiques sont alors activés et il y a un flux sortant d'ions potassium pendant l'étape de repolarisation, ramenant le gradient électrochimique à l'état de repos.

L'hyperpolarisation

Après l'apparition d'un potentiel d'action, il se produit un décalage négatif transitoire, appelé hyperpolarisation, dû aux ions potassium supplémentaires qui quittent le neurone. L'ensemble du processus est représenté dans la figure 1.

Figure 1 : Les étapes du potentiel d'action