Kako potuje signal po nevronu?

Prenos signala navzdol po nevronu, znan kot akcijski potencial, vključuje več ključnih procesov:

1. Potencial mirovanja: Nevroni ohranjajo potencial mirovanja, kjer je notranjost celice negativna glede na zunanjost. To razliko v električnem potencialu vzdržujejo ionske črpalke, kot je natrijeva-kalijeva črpalka, ki aktivno premika ione po celični membrani.

2. Depolarizacija: Ko dražljaj ali signal doseže nevron, povzroči, da se odprejo določeni ionski kanali v celični membrani. Najpomembnejši med temi kanali so natrijevi kanali. Ko se natrijevi kanali odprejo, natrijevi ioni hitijo v nevron, kar povzroči hitro depolarizacijo membrane. To pomeni, da notranjost celice postane manj negativna ali bolj pozitivna glede na zunanjost.

3. Potencial ukrepanja: Če depolarizacija doseže določen prag, sproži akcijski potencial. Med akcijskim potencialom se membranski potencial nevrona hitro obrne in v notranjosti postane bolj pozitiven. To je znano tudi kot "proženje" nevrona.

4. Izmenjava natrija in kalija: Med akcijskim potencialom odpiranje natrijevih kanalčkov omogoči vstop natrijevih ionov v nevron, medtem ko odpiranje kalijevih kanalčkov omogoča, da kalijevi ioni zapustijo nevron. Dotok natrijevih ionov je odgovoren za hitro depolarizacijo, medtem ko odtok kalijevih ionov pomaga repolarizirati membrano nazaj proti potencialu mirovanja.

5. Repolarizacija: Po akcijskem potencialu se natrijevi kanalčki zaprejo, kalijevi kanalčki pa ostanejo odprti dlje časa. To omogoča, da več kalijevih ionov zapusti nevron, zaradi česar membranski potencial spet postane bolj negativen. Ta proces se imenuje repolarizacija in obnovi potencial mirovanja.

6. Hiperpolarizacija: V nekaterih primerih lahko membranski potencial po akcijskem potencialu postane bolj negativen kot potencial mirovanja. To se imenuje hiperpolarizacija. Nastane zaradi stalnega iztoka kalijevih ionov in aktivacije dodatnih kalijevih kanalčkov.

7. Refraktorna obdobja: Po akcijskem potencialu obstajata dve refraktorni dobi:absolutna refraktorna doba in relativna refraktorna doba. V absolutnem refraktornem obdobju nevron ne more ustvariti drugega akcijskega potenciala, ne glede na to, kako močan je dražljaj. Med relativnim refraktornim obdobjem se lahko ustvari akcijski potencial, vendar zahteva močnejši dražljaj kot običajno. Ta ognjevzdržna obdobja zagotavljajo, da se signali prenašajo v eni smeri navzdol po nevronu.

Zaporedje depolarizacije, generiranja akcijskega potenciala, repolarizacije in refraktornih obdobij omogoča, da se električni signali širijo po nevronu, kar omogoča komunikacijo med različnimi deli živčnega sistema.