Wie ist der Zusammenhang zwischen Membranpotential und Aktionspotential?
Das Ruhemembranpotential ist ein Begriff für den elektrischen Zustand aller Zellen des menschlichen Körpers, die für "erregbare" Neuronenzellen nahezu im Steady-State empfänglich sind. Wenn in Neuronen Aktionspotentiale erzeugt werden, um benachbarte Zellen zur Übertragung von Informationen über das zentrale und periphere Nervensystem anzuregen, können die empfänglichen Membranpotentiale die potenzielle Bereitschaft zum Empfang und zur Weitergabe von Informationen an benachbarte Zellen ändern. Auf diese Weise geben Neuronen Informationen an andere Neuronen oder Muskel-, Organ- und Skelettstrukturen im gesamten Körper weiter. Die Kommunikationsnetze für das Nervensystem hängen von einem guten Informationstransfer zwischen den Zellen ab, um alle kognitiven, emotionalen, sensorischen und regulatorischen Funktionen im Körper effektiv zu regulieren.
Änderungen in den Neuronenmembranen treten aufgrund von eingehenden Nachrichten von nahe gelegenen Neurotransmittern oder aufgrund von Krankheits- oder Verletzungsungleichgewichten auf. Normalerweise gibt es zwei Arten von Verbindungen zwischen Neuronen, um Informationen zwischen Neuronen, Organen oder Muskeln weiterzuleiten. Einige Neuronen beeinflussen das Membranpotential und das Aktionspotential anderer Neuronen durch Botenproteinmoleküle in der Nähe und arbeiten etwas langsamer als die bioelektrische Übertragung. Andere Neuronen leiten Informationen durch bioelektrische oder chemisch-elektrische Einflüsse auf benachbarte Zellen über kleine Klüfte, sogenannte Synapsen, die zwischen Zellen liegen. Änderungen in der chemischen Zusammensetzung der Membranen innerhalb der Neuronenzellen erzeugen elektrische Spannungsspitzen des Aktionspotentials, die zu Synapsen in die Nachbarzellen springen.
Es gibt drei chemische Hauptionen, manchmal auch Elektrolyte genannt, für die Kommunikation der Neurotransmitter von Zelle zu Zelle auf molekularer Ebene im Körper. Diese drei sind Kalium, Natrium und Chlorid. Chlorid hat grundsätzlich einen negativen Ladungscharakter und Natrium und Kalium einen positiven elektrischen Charakter.
Bei bioelektrischen Übertragungen bewirken diese Chemikalien, dass Zellmembranen Tore durch die Membranen öffnen und schließen, um das Gleichgewicht der Chemikalien sowohl innerhalb als auch außerhalb von ihnen zu verändern. Diese Membranänderungen verursachen Änderungen des Ruhe- und Aktionspotentials der Membran, die elektrische Ladungen für die Informationsübertragung durch Neurotransmitter zu anderen Zellen erzeugen. Ungleichgewichte dieser Chemikalien können schwerwiegende Folgen für den Körper haben, die zu Erkrankungen wie Schlafstörungen, Parkinson oder Schizophrenie führen können.
Aktionspotentiale sind ein Zellmembranzustand, der als elektrische Nervenimpulse oder Spitzen der elektrischen Aktivität von Zelle zu Zelle gesehen werden kann. Wenn Informationen von Zelle zu Zelle übertragen werden, überbrücken diese Aktionspotentiale die Synapsen mit den zu übertragenden Informationen. Wenn Befehle vom Zentralnervensystem an das periphere Nervensystem übertragen werden müssen, um Muskeln zu bewegen oder ein Organ zu stimulieren, wirkt sich die Einleitung von Aktionspotentialen entlang der Befehlskette auf das gesamte Ruhepotential der Membran und das Aktionspotential aller Zellen in der Nähe aus der Weitergabe von Informationen. Da das Aktionspotential einer Zelle die Depolarisation in benachbarten Zellen anregt, wandert die Information am schnellsten durch die bioelektrischen Kanäle.
Ein Neurotransmitter, der entlang der Botenprotein-Informationsübertragungskanäle arbeitet, ist Dopamin. Serotonin, ein weiterer hormoneller Neurotransmitter, wirkt am besten auf den biochemischen Übertragungswegen. Eine gute Informationsübertragung kann häufig den Unterschied zwischen guter und schlechter Gesundheit im gesamten Körper ausmachen.