Wat is een actiepotentieel?

Elke keer dat je iets doet, van het nemen van een stap tot het oppakken van je telefoon, geven je hersenen elektrische signalen door aan de rest van je lichaam. Deze signalen worden genoemd actiepotentialen. Actiepotentialen zorgen ervoor dat uw spieren nauwkeurig kunnen coördineren en bewegen. Ze worden overgedragen door cellen in de hersenen die neuronen worden genoemd.

Belangrijkste afhaalrestaurants: actiepotentieel

• Actiepotentialen worden gevisualiseerd als snelle stijgingen en daaropvolgende dalingen in de elektrische potentiaal over een celmembraan van een neuron.
• Het actiepotentieel verspreidt zich over de lengte van het axon van een neuron, dat verantwoordelijk is voor het verzenden van informatie naar andere neuronen.
• Actiepotentialen zijn 'alles-of-niets'-gebeurtenissen die plaatsvinden wanneer een bepaald potentieel wordt bereikt.

Actiepotentialen worden overgedragen door neuronen

Actiepotentialen worden door cellen in de hersenen overgedragen neuronen. Neuronen zijn verantwoordelijk voor het coördineren en verwerken van informatie over de wereld die via uw zintuigen wordt ingezonden, commando's naar de spieren in uw lichaam stuurt en alle elektrische signalen daartussen doorgeeft.

Het neuron bestaat uit verschillende delen waarmee het informatie door het hele lichaam kan overbrengen:

• dendrieten zijn vertakte delen van een neuron die informatie ontvangen van nabijgelegen neuronen.
• De cellichaam van het neuron bevat zijn kern, die de erfelijke informatie van de cel bevat en de groei en reproductie van de cel regelt.
• De axon geleidt elektrische signalen weg van het cellichaam en stuurt informatie naar andere neuronen aan zijn uiteinden, of axon-aansluitingen.

Je kunt het neuron zien als een computer, die via zijn dendrieten input ontvangt (zoals het indrukken van een lettertoets op je toetsenbord) en je vervolgens een output geeft (die letter op je computerscherm ziet verschijnen) via zijn axon. Tussendoor wordt de informatie verwerkt zodat de invoer de gewenste uitvoer oplevert.

Definitie van actiepotentieel

Actiepotentialen, ook wel 'spikes' of 'impulsen' genoemd, treden op wanneer de elektrische potentiaal over een celmembraan snel stijgt en vervolgens daalt als reactie op een gebeurtenis. Het hele proces duurt meestal enkele milliseconden.

Een celmembraan is een dubbele laag eiwitten en lipiden die een cel omgeeft, de inhoud ervan beschermt tegen de buitenomgeving en alleen bepaalde stoffen binnenlaat en andere buiten houdt.

Een elektrisch potentiaal, gemeten in Volt (V), meet de hoeveelheid elektrische energie die de potentieel om werk te doen. Alle cellen behouden een elektrisch potentiaal over hun celmembranen.

De rol van concentratiegradiënten in actiepotentialen

De elektrische potentiaal over een celmembraan, die wordt gemeten door de potentiaal in een cel met de buitenkant te vergelijken, ontstaat omdat er verschillen in concentratie, of concentratiegradiënten, van geladen deeltjes genaamd ionen buiten versus in de cel. Deze concentratiegradiënten veroorzaken op hun beurt elektrische en chemische onevenwichtigheden die ionen ertoe brengen de onevenwichtigheden te egaliseren, met meer ongelijkmatige onevenwichtigheden die een grotere motivator bieden, of drijvende kracht, om de onevenwichtigheden te verhelpen. Om dit te doen beweegt een ion typisch van de hoge-concentratiezijde van het membraan naar de lage-concentratiezijde.

De twee ionen van belang voor actiepotentialen zijn het kaliumkation (K⁺) en het natriumkation (Na⁺), die zich binnen en buiten cellen bevinden.

• Er is een hogere concentratie van K⁺ binnenkant van cellen ten opzichte van de buitenkant.
• Er is een hogere concentratie Na⁺ aan de buitenkant van cellen ten opzichte van de binnenkant, ongeveer 10 keer zo hoog.

Het rustmembraanpotentieel

Wanneer er geen actiepotentiaal aan de gang is (d.w.z. dat de cel 'in rust' is), is de elektrische potentiaal van neuronen op de rustmembraanpotentieel, die typisch wordt gemeten rond -70 mV te zijn. Dit betekent dat het potentieel van de binnenkant van de cel 70 mV lager is dan de buitenkant. Opgemerkt moet worden dat dit verwijst naar een evenwichtstoestand - ionen bewegen nog steeds in en uit de cel, maar op een manier die het rustmembraanpotentieel op een redelijk constante waarde houdt.

Het rustmembraanpotentieel kan worden gehandhaafd omdat het cellulaire membraan eiwitten bevat die zich vormen ionkanalen - gaten waardoor ionen in en uit cellen kunnen stromen - en natrium / kalium pompen die ionen in en uit de cel kan pompen.

Ionenkanalen zijn niet altijd open; sommige soorten kanalen worden alleen geopend als reactie op specifieke omstandigheden. Deze kanalen worden dus "gated" kanalen genoemd.