Vad är depolarisering?

Nervcellerna har en negativ elektrisk laddning över sina plasmamembran, känd som vilopotentialen. Plasmamembranet är ett tunt gränsskikt som omsluter nervcellen, och vilopotentialen finns på grund av att insidan av cellen är negativt laddad jämfört med utsidan. När en neurotransmitter, en kemikalie som bär signaler mellan nervcellerna, anländer till membranet eller om membranet störs mekaniskt, förändras laddningen över membranet och blir mer positiv. Denna förändring kallas depolarisering och, om den når en viss nivå, resulterar det som kallas en handlingspotential, där en elektrisk impuls överförs längs nerven. Efter en handlingspotential polariseras membranet, blir negativt laddat igen och återställer vilopotentialen.

Nervcellmembranens vilopotential skapas av ojämna koncentrationer av positivt laddade natriumjoner och kaliumjoner på varje sida av membranet. Det finns mer kalium i cellen och mer natrium utanför cellen. Anledningen till detta är en natrium-kaliumpump belägen i cellmembranet, som aktivt förflyttar natrium ur cellen och kalium in i cellen.

Det finns kanaler i membranet genom vilket natrium- och kaliumjoner kan röra sig, men när membranet är i vila är natriumkanalerna stängda och bara några av kaliumkanalerna är öppna. Natriumjoner tvingas stanna utanför cellen, medan vissa kaliumjoner flyr från cellen för att gå med dem genom de öppna kanalerna. Nettoresultatet är att mer positivt laddade joner hamnar utanför cellen än inuti, och detta skapar den negativa laddningen över membranet, känt som vilopotentialen, vilket är nödvändigt om neuron depolarisering ska ske.

För att en handlingspotential ska äga rum måste nervcellen först stimuleras genom att sträckas eller genom ankomsten av en neurotransmitter. En depolariserande effekt uppstår sedan eftersom natriumkanaler öppnas och tillåter natrium i cellen, vilket ökar antalet positivt laddade joner inuti och gör den elektriska potentialen över membranet mer positiv. När depolarisering når en tröskelnivå öppnas många natriumkanaler på en gång och en handlingspotential uppstår, där fullständig membrandepolarisering plötsligt äger rum, där depolarisering också passerar längs nervcellen i en våg.

Efter depolarisering sker återpolarisering efter ett kort intervall känt som den eldfasta perioden. Under denna period har ingen ytterligare stimulans som appliceras på cellen ingen effekt. Den eldfasta perioden varar bara en bråkdel av en sekund, vilket gör att en nerv kan avfyra många gånger inom en sekund. Ompolarisering innebär att kaliumjoner flyttas ut ur cellen först innan natrium pumpas ut aktivt. När membranpotentialen har nått den nödvändiga negativa laddningen uppnås vilopotentialen och nerven är redo att skjuta igen.