Di solito, le fasi del potenziale d’azione sono riassunte in cinque fasi, le prime due delle quali sono le fasi di aumento e superamento. Le ultime tre fasi sarebbero le fasi di caduta, abbassamento e recupero. Alcune fonti, che siano fisiologi o libri di testo, a volte includono una fase iniziale di riposo prima della fase in aumento quando si elencano gli stadi del potenziale d’azione, probabilmente per illustrare lo status quo del neurone prima che inizi il potenziale d’azione.
Il potenziale d’azione è un evento che si verifica tra i neuroni al fine di inviare messaggi dal cervello alle diverse parti del corpo, sia per azioni volontarie che involontarie. Nel senso più semplice, il potenziale d’azione può essere descritto come brevi impulsi elettrici creati all’interno del corpo cellulare del neurone. Questi impulsi sono causati dallo scambio di ioni positivi e negativi quando gli ioni potassio e sodio escono ed entrano nel corpo cellulare. La “scintilla” dallo scambio, quindi, viaggia lungo l’assone, o la parte simile al gambo del neurone, verso un altro neurone, e il ciclo continua. In molti casi, quando il cervello ha bisogno di “inviare” molti “messaggi”, il potenziale d’azione può verificarsi in una serie chiamata “treno a spike”.
Un neurone di solito contiene ioni di potassio caricati positivamente (+ K), mentre gli ioni sodio (+ Na), anch’essi caricati positivamente, risiedono nella periferia dei neuroni. Durante la fase di riposo, il neurone è inattivo e contiene un “potenziale elettrico” di -7 millivolt (mV). Questa carica negativa è mantenuta dalla pompa del sodio-potassio del neurone che porta due ioni + K mentre trasporta tre ioni + Na fuori dalla membrana. Quando il cervello “invia” un messaggio, una quantità significativa di ioni + Na entra nel neurone e si verificano le fasi di aumento e superamento del potenziale d’azione. In queste fasi, il neurone sperimenta la “depolarizzazione” e si carica positivamente a causa dell’ingresso di ioni + Na.
Il neurone raggiunge lo stadio di superamento quando la sua carica positiva supera 0 mV. Più il neurone si carica positivamente, più canali di sodio iniziano ad aprirsi e più ioni Na + si precipitano dentro, rendendo più difficile la fuoriuscita degli ioni da parte della pompa sodio-potassio. Per rilasciare ioni positivi, i canali di potassio si apriranno non appena si chiudono i canali del sodio e avvengono le fasi di caduta e di abbassamento del potenziale d’azione. In queste fasi, il neurone sperimenta la “ripolarizzazione” e diventa più negativamente carico, al punto che la carica colpirà sotto -70 mV nelle fasi di undershoot, nota anche come “iperpolarizzazione”.
Dopo la chiusura di entrambi i canali di potassio e sodio, la pompa sodio-potassio funziona in modo più efficace nel portare ioni + K e realizzare ioni + Na. In questa fase di recupero finale, il neurone ritorna al suo stato normale di -7 mV, fino a quando si verifica un altro episodio di potenziale d’azione. È molto interessante sapere che tutte queste fasi del potenziale d’azione si verificano in soli due millisecondi.