Sự chuyển từ điện thế nghỉ sang điện thế hoạt động chủ yếu là do sự vận
chuyển của các ion Na+ và ion K+ qua màng. Trong màng sinh chất của tế bào
nơron (cũng như của sợi trục) có nhiều kênh ion có cổng đóng mở (chủ yếu là
các kênh Na+ và K+), điện thế màng của chúng có thể thay đổi đáp ứng với
các kích thích bằng cách mở hoặc đóng. Khi bị kích thích với cường độ đủ
mạnh (đạt tới ngưỡng), thì tính thấm của màng nơron ở nơi bị kích thích thay
đổi. Kênh Na+ mở rộng, do đó Na+ từ dịch ngoại bào ồ ạt tràn qua màng vào
trong bào tương trong khoảnh khắc (1ms) gây nên sự khử cực rồi đảo cực
(ngoài màng tích điện âm và trong màng tích điện dương). Tiếp đến sau đó,
kênh Na+ bị đóng lại và kênh K+ mở ra, ion K+ tràn qua màng ra dịch ngoại
bào, gây nên sự tái phân cực (ngoài màng tích điện dương và trong màng tích
điện âm). Quá trình biến đổi trên đây làm xuất hiện điện thế hoạt động (xung
thần kinh).
- Đồ thị điện thế hoạt động (hình 4.8): Điện thế hoạt động gồm các giai đoạn
chủ yếu sau đây:
+ Giai đoạn khử cực (2): Chênh lệch điện thế ở hai bên màng tế bào giảm
nhanh, từ -70mV đến 0mV.
+ Giai đoạn đảo cực (3): bên trong màng trở nên tích điện dương so với
ngoài màng tích điện âm (+35mV).
+ Giai đoạn tái phân cực (4): Khôi phục lại sự chênh lệch điện thế giữa hai
bên màng tế bào (trở về -70mV).
- Cơ chế hình thành điện thế hoạt động:
+ Giai đoạn khử cực: Khí bị kích thích, tính thấm của màng thay đổi, kênh
Na+ được mở nên ion Na+ khuếch tán từ ngoài vào phía trong màng. Do các
ion Na+ tích điện dương, nên khi vào làm trung hòa điện tích âm trong bào
tương, dẫn đến sự chênh lệch điện thế ở hai bên màng giảm nhanh, từ -70 mV
đến 0 mV.
+ Giai đoạn đảo cực: Các ion Na+ tiếp tục đi vào không chỉ đủ để trung hòa
điện tích âm trong bào tương mà còn dư thừa, dẫn đến làm cho bào tương tích
