Mis on tegevuspotentsiaali genereerimine?

Aktsioonipotentsiaal on suhtelise laengu muutus loomades ja taimedes leiduvate rakkude membraanis. Rakke, mis läbivad aktsioonipotentsiaali, nimetatakse erutuvateks rakkudeks ja need hõlmavad närvirakke, lihasrakke ja endokriinsüsteemi ehk hormoone tootva süsteemi rakke. Aktsioonipotentsiaali teke on protsess, mis põhjustab membraani läbiva laengu muutumise.

Tegevuspotentsiaali genereerimisel on neli põhietappi. Kui aktsioonipotentsiaali ei esine, öeldakse, et rakk on puhkefaasis. Närvirakus on suhteline laeng selles etapis umbes -70 millivolti (mV). Raku puhkepotentsiaali säilitavad rakus ja selle ümber leiduvad laetud ioonid. Närvirakkude puhul leitakse positiivselt laetud kaaliumiioonid rakumembraaniga, positiivselt laetud naatriumioonid ja negatiivselt laetud kloriidioonid aga väljaspool rakku.

Raku sees ja väljaspool leiduvate ioonide taset juhitakse ioonväravate ja pumpade abil. Närvirakkude puhkepotentsiaali staadiumis pumbatakse kaaliumiioonid rakku ja naatriumiioonid pumbatakse välja. Nende ioonide kontsentratsioon üksteise suhtes põhjustab laengu läbi membraani. Sel ajal on rakk väidetavalt polariseeritud.

Aktsioonipotentsiaali käivitamiseks tuleb elemendis olev laeng ümber pöörata. Kui rakule rakendatakse stiimulit, võib see põhjustada depolarisatsiooni. Tegevuspotentsiaali genereerimine vajab stiimulit, mis vastab või ületab teatud lävetaseme. Kui lävi ei ole täidetud, siis aktsioonipotentsiaali ei genereerita. Aktsioonipotentsiaali suurus on sama, olenemata sellest, kas lävi on saavutatud või ületatud, seega nimetatakse aktsioonipotentsiaali teket sündmuseks “kõik või mitte ühtegi”.

Depolarisatsiooni käigus avanevad ioonikanalid, nii et naatriumioonid sööstavad rakku. See põhjustab rakkude vastupidise laadimise. Närvirakkude puhul on aktsioonipotentsiaali tekke künnis +40 mV laeng. See toimub vähem kui kahe millisekundi ehk kahe ühetuhandiksekundi jooksul. Niipea, kui aktsioonipotentsiaal on tekkinud, algab rakumembraani selle piirkonna repolariseerumine.

Kui ühes seda tüüpi rakkudes on käivitatud aktsioonipotentsiaal, siis väidetakse, et see levib ise. See tähendab, et aktsioonipotentsiaal membraani ühes piirkonnas stimuleerib rakke alustama aktsioonipotentsiaali tekke protsessi membraani külgnevas osas. Selle tulemusena liigub aktsioonipotentsiaal piki raku pikkust.