Hvordan bevæger et signal sig ned ad neuron?

Signaltransmission ned gennem en neuron, kendt som et aktionspotentiale, involverer flere nøgleprocesser:

1. Hvilepotentiale: Neuroner opretholder et hvilepotentiale, hvor indersiden af ​​cellen er negativ i forhold til ydersiden. Denne forskel i elektrisk potentiale opretholdes af ionpumper, såsom natrium-kalium-pumpen, der aktivt bevæger ioner over cellemembranen.

2. Depolarisering: Når en stimulus eller et signal når et neuron, får det visse ionkanaler i cellemembranen til at åbne sig. De vigtigste af disse kanaler er natriumkanalerne. Når natriumkanaler åbner sig, strømmer natriumioner ind i neuronet, hvilket fører til en hurtig depolarisering af membranen. Det betyder, at indersiden af ​​cellen bliver mindre negativ eller mere positiv i forhold til ydersiden.

3. Handlingspotentiale: Hvis depolariseringen når en vis tærskel, udløser den et aktionspotentiale. Under et aktionspotentiale vender neurons membranpotentiale hurtigt og bliver mere positivt på indersiden. Dette er også kendt som "affyring" af en neuron.

4. Natrium-kalium-udveksling: Under et aktionspotentiale tillader åbningen af ​​natriumkanaler natriumioner at komme ind i neuronet, mens åbningen af ​​kaliumkanaler tillader kaliumioner at forlade neuronen. Indstrømningen af ​​natriumioner er ansvarlig for den hurtige depolarisering, mens udstrømningen af ​​kaliumioner hjælper med at repolarisere membranen tilbage mod hvilepotentialet.

5. Repolarisering: Efter et aktionspotentiale lukker natriumkanalerne, og kaliumkanalerne forbliver åbne i længere tid. Dette tillader flere kaliumioner at forlade neuronen, hvilket får membranpotentialet til at blive mere negativt igen. Denne proces kaldes repolarisering og genopretter hvilepotentialet.

6. Hyperpolarisering: I nogle tilfælde kan membranpotentialet blive mere negativt end hvilepotentialet efter et aktionspotentiale. Dette kaldes hyperpolarisering. Det skyldes en fortsat udstrømning af kaliumioner og aktivering af yderligere kaliumkanaler.

7. Refraktære perioder: Efter et aktionspotentiale er der to refraktære perioder:den absolutte refraktære periode og den relative refraktære periode. I løbet af den absolut refraktære periode kan en neuron ikke generere et andet aktionspotentiale, uanset hvor stærk stimulus er. I den relative refraktære periode kan der genereres et aktionspotentiale, men det kræver en stærkere stimulus end normalt. Disse refraktære perioder sikrer, at signaler transmitteres i én retning ned i neuronen.

Sekvensen af ​​depolarisering, generering af aktionspotentiale, repolarisering og refraktære perioder tillader elektriske signaler at forplante sig ned i neuronen, hvilket muliggør kommunikation mellem forskellige dele af nervesystemet.