Vad är åtgärdspotentialledning?

Åtgärdspotentialledning är processen för hur spänningsgradienten, eller skillnaden i elektrisk laddning, i en cell går vidare till andra eller genom en nervcell. Laddningen utanför ett cellmembran är vanligtvis negativ, medan den är positiv på insidan. Med nervceller, eller neuroner, tillåter proteiner som kanaliserar positivt laddade partiklar, kallade joner, över membranet vanligtvis förändringar i åtgärdspotentialen. Förändringar i flödet av dessa partiklar kan öka eller minska skillnaden i laddningar och kontrollerar normalt huruvida signalerna utförs eller ej. Ledning styrs vanligen av jonflödet, som normalt uppträder över ett visst avstånd nerför en axon innan den passerar tvärs över det cellulära membranet.

I nervsystemet har vissa celler relativt korta axon, medan andra har förlängningar som går längre avstånd. Åtgärdspotentialledning påverkas också av axondiametern. Om det är bredare, kan fler joner passera genom axonen och leda mer ström. Ledningsavståndet är vanligen kortare för neuroner med större diameter.

Depolarisering av cellmembran spridas genom ledning av potentialpotential. Nervcellerna genomgår också typiskt en viloperativ som kallas eldfast, under vilken kanalerna för laddade partiklar inte öppnas. Elektriska signaler kan därför passera i en riktning från cellkroppen till axonets ände, detta kan också styra hur många gånger en neuron kan elda under en viss tid.

Åtgärdspotentialledning ledas ofta av myelinbeläggningar, som generellt är gjorda av lager av glialceller. Myelin-täckta celler kan leda nervimpulser längre eftersom jonerna inte kan tränga in i beläggningen. Nodor mellan glialcellerna utgör piller i en myelinskede, där hormoner och jonkanaler kan passera genom. Åtgärdspotentialledning sker vanligen mycket snabbt mellan dessa noder utan någon förlust i signalstyrkan. Om myelin bryts ned kan ledningen av actionpotentialen ner nervfibrerna störa, vilket ibland resulterar i tillstånd som Multiple Sclerosis (MS), i vilken kroppsfunktioner påverkas av brist på nervsignaler.

Strömmar strömmar vanligtvis genom celler eftersom laddningen och elpotentialen varierar beroende på plats. Åtgärdspotentialledning leder i allmänhet till att strömmen strömmar längs hela axonens längd, på membrans insida. När strömmar passerar över membranet, till exempel i muskelceller, orsakar skillnaden i laddningar vanligtvis ett flöde i motsatt riktning på utsidan. Elektrisk potential och impulshastighet kan beräknas med hjälp av matematiska ekvationer som faktor i intensiteten av åtgärdspotentialen såväl som fysiskt avstånd.