Wat is een axon-membraan?
De typische zenuwcel, ook wel een neuron genoemd, heeft verschillende structurele en functionele delen. Het hoofdlichaam, de soma genoemd, genereert een elektrische puls. Dat signaal reist door een lange, dunne extensie die axon wordt genoemd. Net zoals een huishoudelijk draad moet worden afgedekt met een buitenmantel van isolatie, fungeert het axon-membraan als een beschermende mantel voor de bio-elektrische transmissie. Een chemisch nauwkeurig, gezond membraan is noodzakelijk voor een volledig functionerend menselijk brein en zenuwstelsel.
Een enkele, microscopische axondraad in het menselijk lichaam kan kort zijn, maar hij kan ook 4,9 voet lang (1,5 meter) of meer zijn. Aan het andere uiteinde van een axon ontlaadt het elektrische signaal. Het kan de energie vrijgeven om een ander neuron te prikkelen, een spier te contracteren, of voor een aantal andere lichaamsfuncties, waaronder intelligent redeneren. In het geval dat het signaal wordt doorgegeven aan een ander neuron, heeft het ontvangende cellichaam kleine en korte uitsteeksels die dendrieten worden genoemd. Van axon tot dendrieten, het signaal doorkruist een klein gat ertussen, een synaps.
Zenuwcellen hebben slechts één axon en het elektrische signaal stroomt in slechts één richting. Het axon kan zich echter herhaaldelijk splitsen en vertakken in talloze uiteinden. Dit is vooral belangrijk in de hersenen, waar een enkele elektrische impuls meerdere andere neuronen kan stimuleren. De resulterende cascade van vertakkende terminaluiteinden kan in duizenden zijn. Verder samenstellend de verbindingen zijn "en passant" synapsen waarin de dendrieten van andere zenuwen op de axon staaf zelf klinken, niet hun uiteinden.
De structuur en chemische eigenschappen van het axonmembraan zorgen ervoor dat het een elektrische lading kan bevatten, zijn stroom in één richting kan forceren en het signaal naar andere cellen van het lichaam kan overbrengen. Voor het grootste deel, voor de meeste soorten zenuwcellen, is het axon geïsoleerd binnen een beschermende omhulsel genaamd myeline. Deze laag van het axonmembraan wordt met regelmatige intervallen geknepen, 'knooppunten van Ranvier' genoemd. Deze openingen zonder myeline versterken het inkomende elektrische signaal effectief, waardoor de snelle eenrichtingsoverdracht wordt gedwongen. Het signaal is geen enkele ononderbroken golf; het pulseert in het axon van knoop tot knoop.
Het is bekend dat de integriteit en gezondheid van het axonmembraan een van de sleutels is tot slopende neurologische aandoeningen, zoals multiple sclerose (MS). MS wordt veroorzaakt door de-myelinatie van neurale axonen. Andere aandoeningen omvatten tijdelijk trauma aan de myelineschede, neurapraxie genaamd, waardoor het vermogen van een zenuw om elektriciteit te geleiden blokkeert en meestal resulteert in verlies van zintuiglijk gevoel of spiercontrole van het getroffen gebied.
Het axon-membraan is noodzakelijkerwijs ontworpen om een elektrische lading te bevatten, om te voorkomen dat het ontsnapt. Toch lijkt dit te gebeuren aan de uiteinden van een axon. Wetenschappers die de moleculaire structuur van het membraan en de chemische samenstelling van synapsen bestuderen, begrijpen nu dat de signaaloverdracht in feite een chemische is. De elektrische energie voedt veranderingen in chemicaliën, met name natrium en kalium, waardoor ze de membranen kunnen passeren via gespecialiseerde holle eiwitten die ionkanalen worden genoemd.