A despolarização é a primeira fase do potencial de ação

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A despolarização é a primeira fase do potencial de ação. Durante essa fase, ocorre um significativo aumento na permeabilidade aos íons sódio na membrana celular.
A repolarização é a segunda fase do potencial de ação e ocorre logo em seguida à despolarização. Os impulsos nervosos ou potenciais de ação são causados pela despolarização da membrana além de um limiar (nível crítico de despolarização que deve ser alcançado para disparar o potencial de ação). 
Depois da despolarização, a membrana é depolarizada, ou seja, o interior celular volta a ser negativo em relação ao exterior, graças à abertura de canais de K+ após a abertura dos canais de Na+, que agora se fecham. Então é a saída dos íons K+ que promove a repolarização da membrana. Por fim, os canais de K+ também se fecham e a diferença nas concentrações interna e externa desses íons é restabelecida graças à atividade da bomba de sódio e potássio.
A membrana pós-sináptica na sinapse neuromuscular é a membrana plasmática modificada da célula muscular, que se denomina placa motora. A placa motora possui receptores moleculares da acetilcolina, que funcionam quimicamente como canais permeáveis ao Na+ e ao K+.
Quando a acetilcolina se liga a um receptor, o canal abre-se e os íons Na+ entram na célula, tornando a célula mais positiva que o exterior e gerando um potencial de ação. A ação deste neurotransmissor é limitada pela presença da enzima acetilcolinesterase, que se encontra na zona da sinapse, que “destrói” as moléculas de acetilcolina.
As sinapses entre neurónios podem excitatórias ou inibitórias. As sinapses neuromusculares nos vertebrados são sempre excitatórias, isto é, a placa motora da célula muscular responde sempre à acetilcolina com uma despolarização da membrana pós-sináptica. Quando a membrana pós-sináptica recebe um neurotransmissor cuja resposta induzida é a despolarização, trata-se de uma sinapse excitatória. Se pelo contrário, a resposta for uma hiperpolarização, trata-se de uma sinapse inibitória, e a membrana pós-sináptica não irá transmitir um potencial de ação.