Forståelse af nevronal polarisering: Hvilepotentiale og nervøse impulser

Kemisk basis for polarisering

Mens den er i hvilepotentiale, har en neuron opnået polarisering på grund af en lidt større negativ elektrisk ladning inden for membranen, der omgiver cellegruppen, end på utsiden. Dette er et resultat af overskud af natriumioner (Na+) på utsiden af cellen og overskud af kaliumioner (K+) – kombineret med negativt ladede protein- og nukleinsyremolekyler inde i cellen.

Depolarisering

En neuron siges at nå sin "handlingspotentiale"-fase, når et kemisk stimulus når den og får ionkanaler i cellens membran til at åbne. Det tillader natriumioner (Na+) på utsiden at strømme ind i cellen, ændre den interne negative ladning til en positiv ladning, derved depolarisere neuronen. I processen når neuronen sin terskel handlingspotentiale, affyres, og stimulus overføres.

Repolarisering

Indstrømningen af natriumioner (Na+) til cellens indre udløser derefter kaliumkanaler (K+) til at åbne i membranen, og kaliumioner (K+) strømmer til utsiden af cellen. Cellemembranen er igen polariseret, men kalium (K+) og natrium (Na+) er på de forkerte sider af membranen. En neuron er utilstærdig til at reagere på stimuli i denne omvendte polariserede tilstand.

Den refraktære periode

For at en neuron kan vende tilbage til sit hvilepotentiale, skal en tilstand af hyperpolarisering kortvarigt nås, hvor utsiden af neuronen faktisk kommer til at have en større mængde kaliumioner (K+) end niveauer af natriumioner (Na+) inde. Det signaliserer natrium- og kaliumpumper i membranen til at genoprette polariseringen, med kalium (K+) og natrium (Na+) på de korrekte sider af membranen. Ind for nogle tusindedele af et sekund genoptages den interne negative elektriske ladning, og neuronen er igen i hvilepotentiale, vendt tilbage til en tilstand af polarisering, klar til at affyre igen.