background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 2                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

 

Action potential  

Neurons  communicate  by  generating  electrical  signals  in  the  form  of 
changes in membrane potential. Some of these changes in membrane 
potential  trigger  the  release  of  neurotransmitter,  which then carries a 
signal to another cell. 

Resting membrane potential figure 1-10 

a  cell  at  rest  —it  is  not  receiving  or  transmitting  any  signals-  has  a 
potential difference across its membrane such that the inside of the cell 
is  negatively  charged  relative  to  the  outside.  This  difference  is  called 
the  resting  membrane  potential.  The  resting  membrane  potential  of 
neurons is approximately -70 mV.  

In  order  for  a  potential  difference  to  be  present  across  a  membrane 
lipid  bilayer,  two  conditions  must  be  met.  First,  there  must  be  an 
unequal  distribution  of  ions  of  one  or  more  species  across  the 
membrane  (i.e.,  a  concentration  gradient).  Second,  the  membrane 
must  be  permeable  to  one  or  more  of  these  ion  species.  The 
permeability is provided by the existence of channels or pores in the bi-
layer; these channels are usually permeable to a single species of ions. 

In  neurons,  the  concentration of  K  is much higher  inside  than  outside 
the  cell,  while  the  reverse  is  the  case  for  Na.  This  concentration 
difference is established by Na-K-ATPase.  

Action potential figure 1-11 

Electrical  signals  occur  in  neurons  via  changes  in  membrane  potential 
that take place when certain ion channels, called gated channels, open 
or close in response to particular stimuli. 


background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 2                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

 

An action potential in a neuron consists of three distinct phases: 

1.  Rapid  Depolarization.  The  first  phase  of  an  action  potential  is  a 

rapid  depolarization  during  which  the  membrane  potential 
changes  from  -70  mV  (rest)  to  +30  mV.  This  depolarization  is 
caused  by  a  sudden  and  dramatic  increase  in  permeability

 

to 

sodium followed by an increase in the movement of sodium ions 
into  the  cell,  down  sodium’s  electrochemical  gradient.  With 
permeability  to  sodium  now  greater  than  permeability  to 
potassium,  the  membrane  potential  approaches  the  sodium 
equilibrium potential of +60 mV. 

2.   Repolarization.  The  second  phase  of  an  action  potential  is  a 

repolarization  of  the  membrane  potential  during  which  the 
membrane potential returns from +30 mV back to resting levels (-
70 mV).Within 1 msec after the increase in sodium permeability, 
sodium  permeability  decreases  rapidly,  reducing  the  inflow  of 
sodium. At approximately the same time, potassium permeability 
increases.  Potassium  then  moves  down  its  electrochemical 
gradient  out  of  the  cell,  repolarizing  the  membrane  potential  to 
bring it back to resting levels. 

3.   After-hyperpolarization. The third phase of an action potential is 

termed  after-hyperpolarization.  Potassium  permeability  remains 
elevated  for  a  brief  time  (5–15  msec)  after  the  membrane 
potential reaches the resting membrane potential, resulting in an 
after-hyperpolarization.  During  this  time,  the  membrane 
potential is even more negative than at rest as it approaches the 
potassium equilibrium potential (-94 mV).  

 

 


background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 2                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

 

 

Figure 1-10 resting membrane potential 

 

Figure 1-11 action potential of neuron 

 




رفعت المحاضرة من قبل: علي الشبري
المشاهدات: لقد قام عضوان و 145 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل