Hvad er depolarisering?
Nerveceller har en negativ elektrisk ladning på tværs af deres plasmamembraner, kendt som hvilepotentialet. Plasmamembranen er et tyndt grænselag, der omslutter nervecellen, og hvilepotentialet eksisterer, fordi indersiden af cellen er negativt ladet sammenlignet med det ydre. Når en neurotransmitter, et kemikalie, der bærer signaler mellem nerveceller, ankommer til membranen, eller membranen forstyrres mekanisk, ændres ladningen over membranen og bliver mere positiv. Denne ændring kaldes depolarisering, og hvis den når et vist niveau, resulterer det, der kaldes et handlingspotentiale, hvor en elektrisk impuls overføres langs nerven. Efter et handlingspotentiale polariseres membranen, bliver negativt ladet igen og gendanner hvilepotentialet.
Hvilepotentialet for nervecellemembraner skabes af ulige koncentrationer af positivt ladede natriumioner og kaliumioner på hver side af membranen. Der er mere kalium inde i cellen og mere natrium uden for cellen. Årsagen hertil er en natrium-kaliumpumpe placeret i cellemembranen, som aktivt flytter natrium ud af cellen og kalium ind i cellen.
Der er kanaler i membranen, gennem hvilken natrium- og kaliumioner kan bevæge sig, men når membranen er i ro er natriumkanalerne lukket, og kun nogle af kaliumkanalerne er åbne. Natriumioner tvinges til at forblive uden for cellen, mens nogle kaliumioner slipper ud af cellen for at forbinde dem gennem de åbne kanaler. Nettoresultatet er, at mere positivt ladede ioner ender uden for cellen end indeni, og dette skaber den negative ladning over membranen, kendt som hvilepotentialet, hvilket er nødvendigt, hvis neuron-depolarisering skal forekomme.
For at et handlingspotentiale skal finde sted, skal nervecellen først stimuleres ved at blive strakt eller ved ankomsten til en neurotransmitter. En depolariserende virkning opstår derefter, fordi natriumkanaler åbnes og tillader natrium ind i cellen, hvilket øger antallet af positivt ladede ioner inde i og gør det elektriske potentiale over membranen mere positiv. Når depolarisering når et tærskelniveau, åbnes mange natriumkanaler på en gang, og der opstår et handlingspotentiale, hvor komplet membrandepolarisering pludselig finder sted, hvor depolarisering også passerer nervecellen i en bølge.
Efter depolarisering forekommer repolarisering efter et kort interval kendt som den ildfaste periode. I løbet af denne periode har enhver yderligere stimulus, der påføres cellen, ingen effekt. Den ildfaste periode varer kun en brøkdel af et sekund, hvilket tillader en nerve at skyde mange gange i løbet af et sekund. Genfarvning involverer kaliumioner, der først bevæger sig ud af cellen, inden natrium pumpes aktivt ud. Når membranpotentialet har nået den nødvendige negative ladning, opnås hvilepotentialet, og nerven er klar til at skyde igen.