Nervimpulser DEL 1 - Aktionspotentialen

För att förstå hur en neuron fungerar finns det två begrepp som vi måste ta en titt på. Det första är relaterat till vad som händer inuti neuronen när informationen förs framåt - aktionspotentialen - det andra är hur en information hoppar från en till en annan cell - synapsen. Med hjälp av dessa två processer kan nervsystemets celler överföra den mest komplexa information genom hela kroppen, från neuron till neuron, tills den slutligen når målcellen. I den här artikeln kommer vi att diskutera det första konceptet, aktionspotential.

Nervimpulsen är en elektrokemisk signal; det är den huvudsakliga mekanismen som används för att transportera information inuti en neuron. Dendriterna hos en viss neuron upptäcker och tar emot impulsen från en tidigare cell, och nervimpulsen färdas längs vägen från dendriter till Kärna än till den axonoch slutligen till axon terminal när impulsen överförs till nästa neuron. Denna process fortsätter upprepade gånger tills den når målcellen.

Den elektrokemiska signalen genereras genom att joner rör sig mellan den inre och den yttre delen av neuronens plasmamembran. Jonerna går från utsidan till insidan och skapar en potentialskillnad i membranet. Den "bro" som jonerna använder för att ta sig in i cellerna är ett transmembranprotein som kallas spänningsstyrda jonkanaler.

Dessa spänningskanaler styrs av elektriska spänningar, som en form av svar på elektriska stimuli, med andra ord är dessa kanaler inte alltid öppna för passage av joner, de öppnar och stänger bara över vissa elektriska spänningsstimuli.

När cellen inte utsätts för stimuli, när membranet är i vila, upprätthålls en potentialskillnad mellan den inre och den yttre delen av en neuron. I vila har membranet en potential på -70 mV, en negativ potential, medan utsidan har en positiv potential. Denna potentialskillnad kallas vilande membranpotential, och den upprätthålls främst av natrium- och kaliumjoner via natrium-kaliumpumpen.

Vid elektrisk spänningsstimulering börjar membranets potentialskillnad att invertera sig själv, natriumkanaler öppnas så att många natriumjoner kan ta sig in i cellen, vilket gör att membranet tillfälligt förvandlas depolariserad, eller ännu bättre, natriumjonerna förvandlar membranets inre region till ett positivt nät. Denna rörelse av depolarisering är den berömda aktionspotentialmembranpotentialen stiger och sjunker snabbt. Potentialen stiger till +40 mV på lite mer än 2 millisekunder och återgår till viloläget på mindre än 3 millisekunder.

Aktionspotentialen uppstår inte i hela neuronen på en gång, utan depolariseringen av membranet börjar i dendriterna och sedan till kärnan bit för bit, depolariseras och går tillbaka till vilopotentialen strax efteråt.

För att återställa den vilande membranpotentialen stängs natriumkanalerna och de spänningsstyrda kaliumkanalerna öppnas, vilket gör att kaliumjoner kan ta sig in i cellen och repolarisera membranet, vilket innebär att den inre delen av membranet blir negativt laddad igen och den yttre delen positiv. Natrium-kaliumpumpen hjälper till att återställa rätt mängd av varje jon inuti cellen genom att släppa ut tre natriumjoner för varje två kaliumjoner.

Vi kan föreställa oss det som en synkroniserad rörelse, från det ögonblick då aktionspotentialen svarar till det ögonblick då vilotillståndet återställs.

Intressant nog har vi spänningsstyrda jonkanaler i axonen som genererar och sprider nervimpulsen, medan dessa kanaler inte finns i dendriterna. I dessa neuronregioner överförs signalen inte av aktionspotentialen utan av en graderad potential, a annan form av signalutbredning, där signalskalan ökar längs vägen tills den omvandlas till aktionspotentialen på axonen.

Observera att natriumjonen är den som ansvarar för att sprida aktionspotentialen, och kaliumjonen för att återställa vilotillståndet. Brist på dessa joner i organismen kan orsaka problem med aktionspotentialens kvalitet och effektivitet, vilket innebär problem vid synapserna och med informationsöverföringen genom nervsystemet. Alla dessa problem kan utlösa psykiska komplikationer och sjukdomar.

Nästa steg är att nervimpulsen överförs till nästa neuron. En annan sak händer i utrymmet mellan de två neuronerna, i den synaptiska klyftan. Synapsklyftan är en mycket viktig plats att titta på och studera, det är där många olika neurotransmittorer träder i kraft och aktiverar en ny signalväg med hjälp av receptorer, andra proteiner och joner förutom natrium och kalium. Men det lämnar vi till nästa diskussion i artikeln Nervimpuls DEL 2 - Den synaptiska klyftan.

Gillade du infografikerna i den här artikeln? Du kan också använda Mind the Graph och göra liknande informativa bilder. Gå till Mind the Graph och ta en titt på illustrationsgalleri, det finns tillgängliga neurologi och biokemi illustrationer, och om du behöver någon hjälp, vänligen Kontakta oss!

Nervimpulser DEL 1 - Aktionspotentialen

Prenumerera på vårt nyhetsbrev

Om Fabricio Pamplona