Hvordan beveger et signal seg nedover nevronen?

Signaloverføring nedover et nevron, kjent som et aksjonspotensial, involverer flere nøkkelprosesser:

1. Hvilepotensial: Nevroner opprettholder et hvilepotensial, hvor innsiden av cellen er negativ i forhold til utsiden. Denne forskjellen i elektrisk potensial opprettholdes av ionepumper, slik som natrium-kalium-pumpen, som aktivt beveger ioner over cellemembranen.

2. Depolarisering: Når en stimulus eller et signal når et nevron, får det visse ionekanaler i cellemembranen til å åpne seg. Den viktigste av disse kanalene er natriumkanalene. Når natriumkanaler åpner seg, strømmer natriumioner inn i nevronet, noe som fører til en rask depolarisering av membranen. Dette betyr at innsiden av cellen blir mindre negativ eller mer positiv i forhold til utsiden.

3. Handlingspotensial: Hvis depolariseringen når en viss terskel, utløser den et aksjonspotensial. Under et aksjonspotensial reverseres membranpotensialet til nevronet raskt, og blir mer positivt på innsiden. Dette er også kjent som "avfyring" av en nevron.

4. Natrium-kaliumutveksling: Under et aksjonspotensial lar åpningen av natriumkanaler natriumioner komme inn i nevronet, mens åpningen av kaliumkanaler lar kaliumioner forlate nevronet. Tilstrømningen av natriumioner er ansvarlig for den raske depolariseringen, mens utstrømningen av kaliumioner hjelper til med å repolarisere membranen tilbake mot hvilepotensialet.

5. Repolarisering: Etter et aksjonspotensial lukkes natriumkanalene og kaliumkanalene forblir åpne i en lengre periode. Dette gjør at flere kaliumioner kan forlate nevronet, noe som får membranpotensialet til å bli mer negativt igjen. Denne prosessen kalles repolarisering og gjenoppretter hvilepotensialet.

6. Hyperpolarisering: I noen tilfeller kan membranpotensialet bli mer negativt enn hvilepotensialet etter et aksjonspotensial. Dette kalles hyperpolarisering. Det skyldes en fortsatt utstrømning av kaliumioner og aktivering av ytterligere kaliumkanaler.

7. Refraktære perioder: Etter et aksjonspotensial er det to refraktære perioder:den absolutte refraktære perioden og den relative refraktære perioden. I løpet av den absolutte refraktære perioden kan ikke et nevron generere et annet handlingspotensial, uansett hvor sterk stimulansen er. I løpet av den relative refraktære perioden kan det genereres et aksjonspotensial, men det krever en sterkere stimulans enn vanlig. Disse refraktære periodene sikrer at signaler overføres i én retning nedover nevronet.

Sekvensen av depolarisering, generering av aksjonspotensial, repolarisering og refraktære perioder tillater elektriske signaler å forplante seg nedover nevronet, noe som muliggjør kommunikasjon mellom ulike deler av nervesystemet.