Handlingspotentiale: Nerves elektriske signal

Et handlingspotentiale er en hurtig, alt-eller-intet, forbigående omvendelse af den neuronale membranpotentiale (fra ~−70 mV til ~+30 mV og tilbage). Det er den fundamentale enhed i neural kommunikation, der fortsætter information langs aksoner og udløser synaptisk transmission.

Faser af handlingspotentialet

1. Rustende potentiale (~−70 mV): Opretholdes af Na⁺/K⁺-ATPase (3 Na⁺ ud, 2 K⁺ ind) og K⁺-lækkanaler. Højt K⁺ inde, højt Na⁺ ude.
2. Depolarisering: Spændingsgatede Na⁺-kanaler åbner → massiv Na⁺-indstrøm (elektrokemisk gradient). Membranpotentialet stiger hurtigt.
3. Overskud: Potentialet bliver positivt (~+30 mV). Na⁺-kanaler begynder at inaktiveres.
4. Repolarisering: Na⁺-kanaler fuldt inaktiveret; spændingsgatede K⁺-kanaler åbner (forsinket) → K⁺-udstrøm genopretter negativt potentiale.
5. Efter-hyperpolarisering (AHP): K⁺-udstrøm overskydder kortvarigt rustende potentiale (mere negativt). K⁺-kanaler lukker langsomt.
6. Refraktere perioder: Absolut: Na⁺-kanaler inaktiveret (kan ikke affyres). Relativ: K⁺-konduktans forhøjet (stærkere stimulus nødvendig). Sikrer en-retnings udbredelse.

Udbredelse

• Umyeliniseret: Kontinuerlig lokal strømstrøm; langsom (~1 m/s).
• Myeliniseret: Saltatorisk konduktion – handlingspotentialet hopper mellem Ranviers knuder (hvor Na⁺-kanaler klynges). Hurtig (~50–100 m/s), energibesparende.

Informationskodning

Handlingspotentialer er stereotyp i amplituden; information kodres i frekvens (rate coding) og temporale mønstre (bursting, synkroni).

Fysiologisk betydning

Handlingspotentialer ligger til grund for synaptisk transmission, muskelkontraktion, hormonudskillelse, sensorisk transduktion og al hurtig signalering i nervesystemet.