Wat zijn de fasen van het actiepotentieel?
Gewoonlijk worden de stadia van actiepotentieel samengevat in vijf stappen, waarvan de eerste twee de stijgende en de overschrijdingsfase zijn. De drie laatste stappen zouden de vallen, de onderloop en de herstelfasen zijn. Sommige bronnen, fysiologen of studieboeken, bevatten soms een eerste rustfase vóór de stijgende fase bij het opsommen van de stadia van actiepotentiaal, waarschijnlijk om de status quo van het neuron te illustreren voordat actiepotentiaal begint.
Actiepotentieel is een gebeurtenis die plaatsvindt tussen neuronen om berichten van de hersenen naar de verschillende delen van het lichaam te sturen, hetzij voor vrijwillige of onvrijwillige acties. In de eenvoudigste zin kan actiepotentiaal worden beschreven als korte elektrische pulsen die worden gecreëerd in het cellichaam van het neuron. Deze pulsen worden veroorzaakt door de uitwisseling van positieve en negatieve ionen wanneer kalium- en natriumionen het cellichaam verlaten en binnenkomen. De 'vonk' van de uitwisseling reist vervolgens langs het axon of het stengelachtige deel van het neuron naar een ander neuron en de cyclus gaat door. In veel gevallen, wanneer de hersenen veel 'berichten' moeten 'verzenden', kan actiepotentiaal optreden in een reeks die een 'spike train' wordt genoemd.
Een neuron bevat meestal positief geladen kaliumionen (+ K), terwijl de natriumionen (+ Na), ook positief geladen, zich in de periferie van de neuronen bevinden. Tijdens de rustfase is het neuron inactief en bevat een "elektrisch potentieel" van -7- millivolt (mV). Deze negatieve lading wordt gehandhaafd door de natrium-kaliumpomp van het neuron die twee + K-ionen binnenbrengt en drie + Na-ionen uit het membraan draagt. Wanneer de hersenen een bericht 'verzenden', komt er een aanzienlijke hoeveelheid + Na-ionen het neuron binnen en treden de stijgende en doorgeschoten stadia van actiepotentiaal op. In deze fasen ervaart het neuron "depolarisatie" en wordt het positief geladen door de ingang van + Na-ionen.
Het neuron bereikt het overschrijdingsstadium wanneer zijn positieve lading 0 mV overschrijdt. Hoe positiever het neuron wordt, hoe meer natriumkanalen zich openen en meer + Na-ionen stromen binnen, waardoor het voor de kalium-natriumpomp moeilijker wordt om de ionen uit te voeren. Om positieve ionen vrij te laten, gaan de kaliumkanalen open zodra de natriumkanalen sluiten en vinden de val- en onderloopstadia van actiepotentiaal plaats. In deze fasen ervaart het neuron "repolarisatie" en wordt het meer negatief geladen, zelfs in die mate dat de lading onder de -70 mV komt in de onderloopstadia, ook bekend als "hyperpolarisatie".
Nadat zowel kalium- als natriumkanalen sluiten, werkt de natrium-kaliumpomp effectiever bij het binnenbrengen van + K-ionen en het uitvoeren van + Na-ionen. In dit laatste herstelstadium keert het neuron terug naar zijn normale toestand van -7 mV, totdat een nieuwe aflevering van actiepotentiaal optreedt. Het is heel interessant om te weten dat al deze stadia van actiepotentiaal optreden in slechts twee milliseconden.