Wat is een rustend neuron?

Een neuron is een element van het zenuwstelsel dat verantwoordelijk is voor het ontvangen en verzenden van informatie door de hersenen via elektrochemische signalen. Informatie reist door de hersenen in de vorm van een actiepotentiaal of zenuwimpuls. Dit keert de elektrische lading van een rustend neuron en zijn celmembraanpotentieel om. Wanneer een neuron geen actiepotentiaal genereert, wordt het een rustende neuron genoemd. In rust heeft een neuron een inwendig celmembraan dat negatief is geladen ten opzichte van de buitenkant van het celmembraan.

Een celmembraan is een externe grens rond een neuron. Het bestaat uit een dubbele laag lipiden of vetten, en het is waar eiwitten, zoals ionkanalen, worden gevonden. De lipide bi-laag werkt als een barrière en handhaaft een verdeling van elektrische ladingen over het celmembraan via ionenpompen en ionkanalen. Ionenpompen vestigen ionenconcentratiegradiënten in het membraan en verplaatsen ionen in en uit het neuron tegen hun concentratiegradiënten. Ionenkanalen werken in tegenstelling tot ionenpompen en laten bepaalde ionen over het celmembraan bewegen naar hun concentratiegradiënten.

Het potentiaalverschil over het celmembraan van een rustend neuron wordt het rustmembraanpotentieel genoemd. Het is de elektrische energie over het membraan van een niet-gestimuleerde, elektrisch exciteerbare cel. Rustende neuronenpotentialen variëren van min-60 millivolt (mV) tot min-90 millivolt maar zijn meestal min-65 millivolt. Potentiële verschillen over het celmembraan treden op vanwege verschillen in de concentratie van ionen binnen en buiten de cel en omdat celmembranen permeabel of poreus zijn voor die specifieke ionen.

Een celmembraan heeft een intracellulaire vloeistof met een hoge concentratie kaliumionen, gebalanceerd door negatief geladen ionen of anionen. Het celmembraan is ondoordringbaar voor deze specifieke anionen, wat betekent dat die ionen niet over het celmembraan kunnen bewegen. De vloeistof buiten het celmembraan vormt een verdunde oplossing van natriumchloride.

Een rustend neuron heeft een instroom van natriumionen in het neuron, over het celmembraan via natriumionkanalen. Dit wordt vervolgens gecompenseerd door een uitstroom van kaliumionen via kaliumionkanalen. In rust, of wanneer een neuronaal membraan is gepolariseerd, blijft de membraanpotentiaal dichtbij de potentiaal van het kaliumevenwicht. Dit betekent dat het neuronale membraan voornamelijk uit kaliumionen bestaat. Een neuronaal membraan wordt gedepolariseerd wanneer het een excitatiesignaal of een actiepotentiaal ontvangt, resulterend in een instroom van natriumionen en een neuron dat niet langer rust of inactief is.