Vad är åtgärdspotential?
Potential eller potentialskillnad inträffar när det finns en skillnad i elektrisk laddning mellan två punkter. Denna skillnad i laddning beror vanligen på en koncentration av motsatt laddade joner vid varje punkt. Åtgärdspotential inträffar när det plötsligt och skarpt förändras potentialskillnaden över membranet i en nervcell som sprids längs cellens längd.
När en nervimpuls inte överförs har nervcells insida en negativ laddning och utsidan en positiv. Det sägs vara i vilotillstånd, så den potentiella skillnaden vid denna tidpunkt är vilopotentialen. Skillnaden i laddningar beror på att mängder joner finns i cellen och omgivningen. När det gäller nervceller beror den potentiella skillnaden på natrium- och kaliumjoner.
Alla nervimpulser är joniska. När nervcellen är i vila finns det olika koncentrationer av kalium- och natriumjoner på vardera sidan av membranet. Denna skillnad bibehålls av natrium-kaliumpumpar i membranet. Denna pump pumpar natriumjoner ur cellen och kaliumjoner i.
Kalium- och natriumjoner diffunderar över membranet på grund av skillnaden i koncentration på båda sidor. Kaliumjoner kan lätt diffundera ur cellen, men membranet är relativt ogenomträngligt för natriumjoner som diffunderar i. Det totala resultatet är att nervcells insida har en negativ laddning relativt cellens utsida.
När nervcellen stimuleras och en impuls initieras, vänder situationen tillfälligt. Insidan av cellen blir positiv och utsidan negativ. Denna plötsliga vändning av vilopotentialen som följer med impulsen är handlingspotentialen. En handlingspotential är extremt kortlivad, så en impuls är faktiskt en våg av depolarisering, eller handlingspotentialer, som passerar längs cellen.
Under en impuls blir cellmembranet permeabelt för natriumjoner. Natriumjonerna har en mycket hög koncentration utanför membranet, så de diffunderar snabbt in i cellen. Detta sker mycket snabbt och vänder vilopotentialen. Med så många positiva joner som nu finns i cellen har insidan en positiv laddning i förhållande till utsidan.
Natriumjoner kan komma in i cellen genom jonkanaler. När cellen vilar förblir jonkanalerna stängda och förhindrar att natriumjonerna kommer in i cellen. När de stimuleras av en impuls, öppnar de upp och tillåter inrush av natriumjoner. På detta sätt är handlingspotentialer och impulser självförökande. Handlingspotentialen i ett område av membranet stimulerar följande område som får jonkanalerna att öppnas. Detta i sin tur börjar en handlingspotential, som sedan stimulerar följande område och så vidare.
När natriumjonerna kommer in i cellen lämnar kaliumjonerna. Detta är början på återhämtningsprocessen där cellen börjar återta sin negativa laddning. Efter det att handlingspotentialen har passerat och rört sig längs cellmembranet stänger jonkanalerna och membranet blir ogenomträngligt för natriumjoner. Natrium-kaliumpumpen pumpar återigen natriumjonerna och kaliumjonerna in, vilket resulterar i att vilopotentialen återställs.