Wat is de relatie tussen membraanpotentieel en actiepotentieel?
Rustmembraanpotentiaal is een term voor de elektrische toestand van alle cellen van het menselijk lichaam die een bijna stabiele toestand vertonen voor "exciteerbare" neuroncellen. Wanneer actiepotentialen worden gecreëerd in neuronen om aangrenzende cellen te prikkelen om informatie door het centrale en perifere zenuwstelsel te verzenden, kunnen de receptieve membraanpotentialen de potentiële bereidheid om informatie te ontvangen en doorgeven aan aangrenzende cellen veranderen. Op deze manier geven neuronen informatie door aan andere neuronen, of spier-, orgaan- en skeletstructuren door het hele lichaam. De communicatienetwerken voor het zenuwstelsel zijn afhankelijk van goede informatieoverdracht tussen cellen om alle cognitieve, emotionele, sensorische en regulerende functies in het lichaam effectief te reguleren.
Veranderingen treden op in neuronmembranen als gevolg van inkomende berichten van nabijgelegen neurotransmitters, of als gevolg van onevenwichtigheden in ziekte of letsel. Normaal gesproken zijn er twee soorten verbindingen tussen neuronen voor het doorgeven van informatie tussen neuronen, organen of spieren. Sommige neuronen beïnvloeden het nabijgelegen membraanpotentiaal en actiepotentiaal van andere neuronen via boodschapper-eiwitmoleculen, die iets langzamer werken dan bio-elektrische transmissie. Andere neuronen geven informatie door via bio-elektrische of chemisch-elektrische invloeden op naburige cellen via kleine kloven, synapsen genaamd, die tussen cellen liggen. Veranderingen in de chemische samenstelling over gated membranen in de neuroncellen creëren elektrische pieken van actiepotentiaal, springende synapsen naar de naburige cellen.
Er zijn drie belangrijke chemische ionen, soms elektrolyten genoemd, voor neurotransmittercommunicatie van cel tot cel op moleculair niveau in het lichaam. Deze drie zijn kalium, natrium en chloride. Chloride heeft in principe een negatief ladingskarakter en natrium en kalium hebben een positief elektrisch karakter.
In bio-elektrische transmissies zorgen deze chemicaliën ervoor dat celmembranen poorten openen en sluiten door de membranen om de balans van de chemicaliën binnen en buiten hen te veranderen. Deze membraanveranderingen creëren veranderingen in rustmembraanpotentiaal en actiepotentiaal die elektrische ladingen creëren voor informatieoverdracht via neurotransmitters naar andere cellen. Onevenwichtigheden van een van deze chemicaliën kunnen ernstige gevolgen hebben voor het lichaam die kunnen leiden tot aandoeningen zoals slaapstoornissen, de ziekte van Parkinson of schizofrenie.
Actiepotentialen zijn een celmembraanstatus die kan worden gezien als elektrische zenuwimpulsen of pieken van elektrische activiteit van cel tot cel. Wanneer informatie van cel naar cel wordt doorgegeven, overbruggen deze actiepotentialen de synapsen met door te geven informatie. Wanneer commando's van het centrale zenuwstelsel moeten worden overgedragen naar perifere zenuwsystemen om spieren te bewegen of een orgaan te stimuleren, heeft het aanzetten van actiepotentialen langs de commandostructuur een rimpeleffect door het rustmembraanpotentieel en actiepotentiaal van alle cellen in de omgeving van de passerende informatie. Omdat het actiepotentieel van een cel depolarisatie in aangrenzende cellen opwekt, gaat de informatie het snelst door de bio-elektrische kanalen.
Een neurotransmitter die werkt via de informatie-transmissiekanalen van het messenger-eiwit is dopamine. Serotonine, een andere hormonale neurotransmitter, werkt het beste langs de biochemische kanaaltransmissieroutes. Goede overdracht van informatie kan vaak het verschil zijn tussen goede en slechte gezondheid door het hele lichaam.