Hva er depolarisering?

Nerveceller har en negativ elektrisk ladning over plasmamembranene, kjent som hvilepotensialet. Plasmamembranen er et tynt grenselag som omslutter nervecellen, og hvilepotensialet eksisterer fordi innsiden av cellen er negativt ladet sammenlignet med utsiden. Når en nevrotransmitter, et kjemikalie som fører signaler mellom nerveceller, ankommer membranen, eller membranen blir forstyrret mekanisk, endres ladningen over membranen og blir mer positiv. Denne endringen er kjent som depolarisering, og hvis den når et visst nivå, oppnås det som kalles et handlingspotensial, der en elektrisk impuls overføres langs nerven. Etter et handlingspotensial blir membranen ompolarisert, blir negativt ladet igjen og gjenoppretter hvilepotensialet.

Hvilepotensialet til nervecellemembraner skapes av ulik konsentrasjon av positivt ladede natriumioner og kaliumioner på hver side av membranen. Det er mer kalium inne i cellen og mer natrium utenfor cellen. Årsaken til dette er en natrium-kaliumpumpe som ligger i cellemembranen, som aktivt beveger natrium ut av cellen og kalium inn i cellen.

Det er kanaler i membranen som natrium- og kaliumioner kan bevege seg gjennom, men når membranen er i ro, er natriumkanalene stengt, og bare noen av kaliumkanalene er åpne. Sodiumioner blir tvunget til å forbli utenfor cellen, mens noen kaliumioner slipper ut av cellen for å bli med dem gjennom de åpne kanalene. Nettoresultatet er at mer positivt ladede ioner havner utenfor cellen enn inni, og dette skaper den negative ladningen over membranen, kjent som hvilepotensialet, som er nødvendig hvis nevron depolarisering skal skje.

For at et handlingspotensial skal finne sted, må nervecellen først stimuleres ved å strekkes eller ved ankomsten av en nevrotransmitter. En depolariserende effekt oppstår da fordi natriumkanaler åpnes og lar natrium komme inn i cellen, noe som øker antall positivt ladede ioner inne og gjør det elektriske potensialet over membranen mer positivt. Når depolarisering når et terskelnivå, åpnes mange natriumkanaler samtidig og et handlingspotensial oppstår, hvor fullstendig membrandepolarisering plutselig finner sted, med depolarisering som også passerer langs nervecellen i en bølge.

Etter depolarisering skjer repolarisering etter et kort intervall kjent som den ildfaste perioden. I løpet av denne perioden har ingen ytterligere stimulus påført cellen ingen effekt. Den ildfaste perioden varer bare en brøkdel av et sekund, slik at en nerve kan skyte mange ganger i løpet av ett sekund. Repolarisering innebærer at kaliumioner først beveger seg ut av cellen, før natrium pumpes ut aktivt. Når membranpotensialet har nådd den nødvendige negative ladningen, oppnås hvilepotensialet og nerven er klar til å fyre igjen.