Aksjonspotensialet trinn for trinn
Følg ionene gjennom depolarisering, repolarisering og refraktærperioden.
Terskelen utløser en selvforsterkende endring
Nerveimpulser er elektriske impulser som bygger på raske endringer i membranpotensialet. Små, graderte påvirkninger kan gjøre et nevron mindre negativt. Hvis påvirkningene samlet bringer aksonets initialsegment til terskel, åpnes tilstrekkelig mange spenningsstyrte Na⁺-kanaler til at endringen forsterker seg selv. Et aksjonspotensial er da satt i gang.
Na⁺ strømmer inn fordi både konsentrasjonsforskjellen og den negative innsiden driver ionene innover. Innsiden blir raskt mindre negativ og kan bli kortvarig positiv. Dette er depolarisering. Kanalene åpnes av endret spenning, ikke ved at natrium-kalium-pumpen plutselig bytter retning. Pumpen vedlikeholder grunnlaget for signalene over lengre tid.
Natriumkanaler inaktiveres og kalium går ut
Na⁺-kanalene inaktiveres raskt, mens spenningsstyrte K⁺-kanaler åpnes langsommere. K⁺ strømmer ut og fører membranpotensialet tilbake mot en negativ verdi: repolarisering. Kaliumkanalene kan være åpne en kort stund videre, slik at membranen blir mer negativ enn hvileverdien. Denne fasen kalles hyperpolarisering før potensialet igjen nærmer seg hvile.
I den absolutte refraktærperioden kan et nytt aksjonspotensial ikke utløses fordi mange Na⁺-kanaler er inaktivert. I den relative perioden kreves en sterkere påvirkning enn vanlig. Refraktæriteten begrenser hvor tett impulser kan følge hverandre. Den bidrar også til fremoverledning i et akson som allerede er aktivert, fordi området bak impulsen midlertidig er mindre mottakelig.
Styrke uttrykkes gjennom mønsteret av impulser
Aksjonspotensialet følger et alt-eller-ingenting-prinsipp: når terskelen passeres, utløses et fullt signal. En sterkere påvirkning gir normalt ikke et tilsvarende høyere enkeltpotensial. I stedet kan nevronet sende impulser oftere, og flere nervefibre kan bli aktive. Informasjonen ligger derfor blant annet i frekvens, hvilke fibre som aktiveres og tidspunktet for aktiveringen.
Lokale strømmer fra en aktiv del av membranen påvirker neste del, som igjen når terskel og lager et nytt aksjonspotensial. Signalet fornyes langs veien og svekkes derfor ikke som et enkelt passivt spenningssignal ville gjort. I myeliniserte aksoner skjer fornyelsen særlig ved Ranvierske innsnøringer. Det forklarer både lang rekkevidde og høy ledningshastighet.
Forstå sammenhengen
Skillet mellom pumpe og kanaler er viktig: ionekanalene lager de raske fasene i hvert aksjonspotensial, mens natrium-kalium-pumpen vedlikeholder gradientene som gjør gjentatt signalering mulig over tid.
Husk dette
- Na⁺ inn = depolarisering
- K⁺ ut = repolarisering
- Terskel gir alt-eller-ingenting
- Styrke kodes med frekvens og rekruttering