Depolarisering og repolarisering af cellemembranen

Nerveceller i hvile har en elektrisk ladning på tværs af deres membraner: Cellens yderside er positivt ladet, og cellens inderside er negativt ladet. Depolarisering opstår, når nervecellen vender disse ladninger; for at skifte dem tilbage til en hvilestatus sender neuronen et andet elektrisk signal. Hele processen sker, når cellen tillader specifikke ioner at strømme ind og ud af cellen.

Hvordan polarisering fungerer

Polarisering er eksistensen af ​​modsatte elektriske ladninger på begge sider af en cellemembran. I hjerneceller er indersiden negativt ladet, og ydersiden er positivt ladet. Der kræves mindst tre elementer for at gøre det muligt. For det første har cellen brug for molekyler som salte og syrer, som har elektriske ladninger på dem. For det andet har cellen brug for en membran, som ikke vil lade elektrisk ladede molekyler frit passere gennem det. En sådan membran tjener til at adskille ladninger. For det tredje skal cellerne have proteinpumper i membranen, der kan bevæge elektrisk ladede molekyler på den ene side, lagre en type molekyle på denne side og en anden type på den anden side.

Bliver polariseret

En celle bliver polariseret ved at flytte og lagre forskellige typer af elektrisk ladede molekyler på forskellige sider af dens membran. Et elektrisk ladet molekyle hedder en ion. Neuroner pumper natriumioner ud af sig selv, mens de bringer kaliumioner ind. I hvile - når cellen ikke sender et elektrisk signal til andre celler - har en neuron ca. 30 gange mere natriumioner på sin yderside end indeni; det modsatte gælder for kaliumioner. Indersiden af ​​cellen indeholder også molekyler kaldet organiske syrer. Disse syrer har negative afgifter på dem, så de tilføjer til den negative ladning inde i cellen.

Depolarisering og aktionspotentiale

En neuron kommunikerer med en anden neuron ved at sende et elektrisk signal til fingerspidserne, som får fingerspidserne til at frigive kemikalier, der stimulerer en nabocelle. Kendt som postsynaptisk potentiale, definerer dette elektriske signal og type potential en graderet depolarisering af membranen. Hvis det er stort nok, vil det udløse et handlingspotentiale. Handlingspotentialer sker, når neuronen åbner proteinkanaler i membranen. Disse kanaler tillader natriumioner at strømme fra uden for cellen ind i cellen. Den pludselige hastighed af natrium i cellen ændrer den elektriske ladning inde i cellen fra negativ til positiv, hvilket også ændrer ydersiden fra positiv til negativ. Hele depolarisations-til-repolariseringshændelsen sker i ca. 2 millisekunder, hvilket gør det muligt for neuroner at affyre aktionspotentiale i hurtige udbrud, der tillader neuronkommunikation.

Repolariseringsproces

Et nyt handlingspotentiale kan ikke finde sted før korrekt elektrisk ladning over neuronens membran er genoprettet. Det betyder at indersiden af ​​cellen skal være negativ, mens ydersiden skal være positiv. En celle genopretter denne tilstand eller repolariserer sig selv ved at tænde en proteinpumpe i membranen. Denne pumpe kaldes natrium-kaliumpumpen. For hver tre natriumioner pumper den ud af en celle, den pumper i to kalium-enheder. Pumperne gør dette, indtil den korrekte ladning inde i en celle er nået.