Un potencial de acción es el cambio en la carga relativa a través de la membrana de algunas células que se encuentran dentro de animales y plantas. Las células que experimentan potenciales de acción se denominan células excitables e incluyen células nerviosas, células musculares y células del sistema endocrino, o sistema productor de hormonas. La generación de potencial de acción es el proceso que causa el cambio en la carga a través de la membrana.
Hay cuatro etapas básicas que están involucradas en la generación de potencial de acción. Cuando no se produce un potencial de acción, se dice que la célula está en la fase de reposo. Dentro de una célula nerviosa, la carga relativa dentro de la célula es de aproximadamente -70 milivoltios (mV) en esta etapa. El potencial de reposo de la célula se mantiene mediante iones cargados que se encuentran dentro y alrededor de la célula. Para las células nerviosas, los iones de potasio cargados positivamente se encuentran con la membrana celular, mientras que los iones de sodio cargados positivamente y los iones de cloruro cargados negativamente se encuentran fuera de la célula.
Los niveles de los iones encontrados dentro y fuera de la célula están controlados por puertas de iones y bombas. Durante la etapa de potencial de reposo para las células nerviosas, los iones de potasio se bombean a la célula y los iones de sodio se bombean. La concentración de estos iones entre sí es lo que causa la carga a través de la membrana. En este momento, se dice que la célula está polarizada.
Para que se active un potencial de acción, la carga dentro de la celda tiene que revertirse. Cuando se aplica un estímulo a la célula, puede provocar una despolarización. La generación de potencial de acción necesita un estímulo que cumpla o supere un cierto nivel de umbral. Si no se alcanza el umbral, no se generará el potencial de acción. El tamaño del potencial de acción es el mismo tanto si se alcanza como si se excede el umbral, por lo que la generación de potencial de acción se denomina “evento todo o nada”.
Durante la despolarización, los canales de iones se abren para que los iones de sodio ingresen a la célula. Esto hace que las células experimenten un reverso en la carga. Para las células nerviosas, el umbral para la generación de potencial de acción es una carga de +40 mV. Esto tiene lugar en menos de dos milisegundos, o dos milésimas de segundo. Tan pronto como se haya generado el potencial de acción, comienza la repolarización de esa área de la membrana celular.
Una vez que se ha activado un potencial de acción dentro de uno de estos tipos de células, se dice que se autopropaga. Esto significa que el potencial de acción en un área de la membrana estimula a las células para comenzar el proceso de generación de potencial de acción en la sección adyacente de la membrana. Como resultado, el potencial de acción se mueve a lo largo de la celda.