Actiepotentiaal en hoe neuronen vuren

Hoe verzenden neuronen signalen door het hele lichaam? Een deel van dit overdrachtsproces omvat wat bekend staat als een actiepotentiaal. Een actiepotentiaal is onderdeel van het proces dat plaatsvindt tijdens het afvuren van een neuron. Tijdens het actiepotentiaal wordt een deel van het neurale membraan geopend om positief geladen ionen in de cel en negatief geladen ionen uit te laten.

Dit proces veroorzaakt een snelle toename van de positieve lading van de zenuwvezel. Wanneer de lading +40 mv bereikt, wordt de impuls door de zenuwvezel gepropageerd. Deze elektrische impuls wordt via een reeks actiepotentialen door de zenuw gevoerd.

Voorafgaand aan het actiepotentieel

Wanneer een neuron geen signalen uitzendt, heeft de binnenkant van het neuron een negatieve lading ten opzichte van de positieve lading buiten de cel. Elektrisch geladen chemicaliën, ook wel ionen genoemd, handhaven de positieve en negatieve ladingbalans. Calcium bevat twee positieve ladingen, natrium en kalium bevatten één positieve lading en chloride bevat een negatieve lading.

In rust laat het celmembraan van het neuron bepaalde ionen door, terwijl het verhinderen of beperken van andere ionen verhindert. In deze toestand kunnen natrium- en kaliumionen niet gemakkelijk door het membraan gaan. Kaliumionen zijn echter vrij om het membraan te passeren. De negatieve ionen in de cel kunnen de barrière niet passeren. De cel moet ionen transporteren om de gepolariseerde toestand te behouden. Dit mechanisme staat bekend als de natriumionpomp. Voor elke twee kaliumionen die door het membraan gaan, worden drie natriumionen weggepompt.

De rustende potential van het neuron verwijst naar het verschil tussen de spanning binnen en buiten het neuron. Het rustpotentieel van het gemiddelde neuron is ongeveer -70 millivolt, wat aangeeft dat de binnenkant van de cel 70 millivolt minder is dan de buitenkant van de cel.

Tijdens het actiepotentieel

Wanneer een impuls uit een cellichaam wordt uitgezonden, gaan de natriumkanalen open en de positieve natriumcellen stromen in de cel. Zodra de cel een bepaalde drempel bereikt, wordt een actiepotentiaal geactiveerd, waardoor het elektrische signaal langs het axon wordt verzonden. Actiepotentialen kunnen gebeuren of niet; er bestaat niet zoiets als een "gedeeltelijk" afvuren van een neuron. Dit principe staat bekend als de alles-of-geen wet. 

Dit betekent dat neuronen altijd op volle sterkte ontbranden. Dit zorgt ervoor dat de volledige intensiteit van het signaal door de zenuwvezel wordt getransporteerd en naar de volgende cel wordt overgebracht en dat het signaal niet verzwakt of verloren gaat naarmate het verder van de bron reist.

Na het actiepotentieel

Dus wat gebeurt er in het neuron nadat het actiepotentieel heeft plaatsgevonden? Nadat het neuron heeft geflitst, is er een ongevoelige periode waarin een ander actiepotentiaal niet mogelijk is. Gedurende deze tijd gaan de kaliumkanalen weer open en sluiten de natriumkanalen zich af, waardoor het neuron geleidelijk terugkeert naar zijn rustpotentieel. Zodra het neuron is teruggekeerd naar het rustpotentieel, is het mogelijk dat een ander actiepotentiaal optreedt en zendt het signaal over de lengte van het axon uit..