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Potentiel d'action

En biologie, le potentiel d'action est l'élément constitutif de l'influx nerveux.

Le neurone, base du système nerveux, possède une membrane cellulaire polarisée. La face externe de la membrane est prise comme référence de potentiel électrique (0 V), et on mesure donc le potentiel de la face interne de la membrane relativement à l'extérieur.

Au repos, la membrane interne a un potentiel d'environ -70 mV : c'est le potentiel de repos.

Le potentiel d'action est constitué d'une succession d'événements :

• une dépolarisation transitoire et locale de cet état de repos, d'une amplitude fixe de +100 mV, le potentiel de la membrane interne passant de -70 à +30 mV
• une repolarisation de la membrane interne dont le potentiel repasse à -70 mV
• une période réfractaire durant laquelle aucune dépolarisation n'est possible

Le potentiel d'action dure entre 2 et 3 millisecondes.

Création

La propagation du potentiel d'action commence à partir du cône d'émergence, à la base du corps cellulaire du neurone, le péricaryon, qui fait la sommation des potentiels gradués provenant des dendrites et du corps cellulaire :

• si cette somme ne dépasse pas le seuil d'excitabilité du neurone (-55 mV), le message nerveux n'est pas relayé par l'axone
• si ce seuil est atteint, un potentiel d'action est créé : la membrane axonale à proximité du cône d'émergence subit une dépolarisation suivie d'une repolarisation et d'une période réfractaire, tandis que le potentiel du corps cellulaire diminue progressivement jusqu'au potentiel de repos
• si, à l'issue de la période réfractaire, 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 potentiels d'action ayant la même amplitude (+100 mV), le codage de l'influx nerveux se fait donc en fréquence.

Conduction

Un potentiel d'action créé au niveau du cône d'émergence excite la membrane axonale située juste à côté, ce qui à pour effet d'y créer un potentiel d'action. Ce dernier excite à son tour la membrane voisine, permettant ainsi la conduction de l'influx nerveux le long de l'axone.

Lorsqu'un potentiel d'action apparaît à un endroit donné de l'axone, la portion voisine qui lui a donné naissance entre en période réfractaire, ce qui l'empêche d'être excitée à son tour, sans quoi une information nerveuse repartirait dans l'autre sens. La période réfractaire permet donc d'imposer une conduction unidirectionnelle de l'influx nerveux le long de l'axone, depuis le cône d'émergence jusqu'à ses extrémités, les terminaisons synaptiques.

L'influx nerveux conserve toutes ses caractéristiques (amplitude, fréquence) durant sa progression.

Cette 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, et chacune de ces cellules est séparée de ses deux voisines par un petit espace appelé nœud de Ranvier : l'influx nerveux saute alors (origine étymologique de saltatoire) de nœud de Ranvier en nœud de Ranvier, ce qui permet une conduction beaucoup plus rapide (jusqu'à plus de 100 m/s, au lieu d'environ 1 m/s).

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