Actiepotentiaal

Net zo Actiepotentiaal een korte termijn verandering in membraanpotentiaal wordt genoemd. Actiepotentialen ontstaan ​​typisch op de axonheuvel van een zenuwcel en zijn de voorwaarde voor prikkeloverdracht.

Wat is het actiepotentieel?

Het actiepotentiaal is een spontane omkering van de lading in zenuwcellen. Actiepotentialen ontstaan ​​op de axonheuvel. De axonheuvel is de oorsprong van de doorstuurprocessen van een zenuwcel. Het actiepotentiaal migreert vervolgens langs het axon, d.w.z. het zenuwproces.

Een potentieel kan variëren van een milliseconde tot een paar minuten. Elk actiepotentiaal is even uitgesproken in zijn intensiteit. Er zijn dus geen zwakke of sterke actiepotentialen. Het gaat meer om alles-of-niets-reacties, d.w.z. ofwel een stimulus is sterk genoeg om een ​​actiepotentiaal volledig te triggeren of het actiepotentiaal wordt helemaal niet geactiveerd. Elk actiepotentiaal verloopt in verschillende fasen.

Functie en taak

Vóór het actiepotentiaal bevindt de cel zich in de rusttoestand. De natriumkanalen zijn grotendeels gesloten, de kaliumkanalen zijn gedeeltelijk open. Door de beweging van de kaliumionen houdt de cel in deze fase het zogenaamde rustmembraanpotentiaal in stand. Dit is ongeveer -70 mV. Als je de spanning in het axon zou meten, zou je een negatief potentiaal krijgen van -70 mV. Dit is terug te voeren op een onbalans in de lading van de ionen tussen de ruimte buiten de cel en de celvloeistof.

De absorberende processen van de zenuwcellen, de dendrieten, nemen prikkels op en geven deze via het cellichaam door aan de axonheuvel. Het rustmembraanpotentieel verandert met elke inkomende stimulus. Om een ​​actiepotentiaal te activeren, moet echter een drempelwaarde op de axonheuvel worden overschreden. Deze drempelwaarde wordt pas bereikt als de membraanpotentiaal met 20 mV toeneemt tot -50 mV. Als de membraanpotentiaal slechts stijgt tot bijvoorbeeld -55 mV, gebeurt er niets vanwege de alles-of-niets-reactie.

Als de drempel wordt overschreden, gaan de natriumkanalen van de cel open. Positief geladen natriumionen stromen naar binnen, het rustpotentieel blijft stijgen. De kaliumkanalen sluiten zich. Het resultaat is een polarisatie-omkering. De ruimte binnen het axon is nu voor korte tijd positief geladen. Deze fase wordt ook wel overshoot genoemd.

De natriumkanalen sluiten weer voordat de maximale membraanpotentiaal is bereikt. Om dit te doen, openen de kaliumkanalen en stromen kaliumionen uit de cel. Er vindt herpolarisatie plaats, wat betekent dat de membraanpotentiaal weer de rustpotentiaal benadert. Een zogenaamde hyperpolarisatie treedt zelfs gedurende korte tijd op. De membraanpotentiaal zakt onder -70 mV. Deze periode van ongeveer twee milliseconden wordt ook wel de refractaire periode genoemd. In de refractaire periode is het niet mogelijk om een ​​actiepotentiaal te activeren. Dit is om overmatige prikkelbaarheid van de cel te voorkomen.

Na de regeling door de natrium-kaliumpomp is de spanning weer op -70 mV en kan het axon weer aangeslagen worden door een prikkel. Het actiepotentiaal wordt nu van de ene sectie van het axon naar de volgende doorgegeven.Omdat de vorige sectie zich nog in de refractaire periode bevindt, kan de stimulus slechts in één richting worden overgedragen.

Deze continue overdracht van prikkels is echter vrij traag. De transmissie van de saltatorische stimulus is sneller. De axonen zijn omgeven door een zogenaamde myelineschede. Dit werkt als een soort isolatietape. Tussendoor wordt de myelineschede herhaaldelijk onderbroken. Deze breuken staan ​​bekend als bindringen. Met de transmissie van de saltatorische stimulus springen de actiepotentialen nu quasi van de ene ring naar de andere. Dit verhoogt de doorvoersnelheid aanzienlijk.

Het actiepotentiaal is de basis voor het doorsturen van stimulusinformatie. Alle functies van het lichaam zijn gebaseerd op deze overdracht.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten en aandoeningen

Als de myeline-omhulsels van de zenuwcellen worden aangevallen en vernietigd, treden ernstige verstoringen op in de overdracht van stimuli. Met het verlies van de myelineschede gaat de lading tijdens het transport verloren. Dit betekent dat er meer lading nodig is om het axon te exciteren bij de volgende breuk in de myelineschede. Als de myeline-laag licht beschadigd is, treedt het actiepotentiaal vertraagd op. Als er ernstige schade is, kan de overdracht van excitatie volledig worden onderbroken, omdat er geen actiepotentiaal meer kan worden geactiveerd.

De myeline-omhulsels kunnen worden aangetast door genetische defecten zoals de ziekte van Krabbe of de ziekte van Charcot-Marie-Tooth. De bekendste demyeliniserende ziekte is waarschijnlijk multiple sclerose. Hier worden de myeline-omhulsels aangevallen en vernietigd door de eigen afweercellen van het lichaam. Afhankelijk van welke zenuwen zijn aangetast, kunnen visuele stoornissen, algemene zwakte, spasticiteit, verlamming, gevoeligheid of taalstoornissen optreden.

Paramyotonia congenita is een vrij zeldzame ziekte. Gemiddeld wordt slechts één persoon getroffen op de 250.000 mensen. De aandoening is een aandoening van het natriumkanaal. Daardoor kunnen de natriumionen de cel binnendringen, zelfs in fasen waarin het natriumkanaal eigenlijk gesloten zou moeten zijn, en zo een actiepotentiaal teweegbrengen, zelfs als er eigenlijk helemaal geen stimulus is. Als gevolg hiervan kan er permanente spanning in de zenuwen zijn. Dit uit zich in verhoogde spierspanning (myotonie). Na een willekeurige beweging ontspannen de spieren na een vertraging aanzienlijk.

Het omgekeerde is ook denkbaar bij Paramyotonia congenita. Het kan zijn dat het natriumkanaal geen natriumionen in de cel toelaat, zelfs niet als ze opgewonden zijn. Een actiepotentiaal kan alleen vertraagd of helemaal niet worden geactiveerd, ondanks een inkomende stimulus. Er is dus geen reactie op de stimulus. Het resultaat is gevoeligheidsstoornissen, spierzwakte of verlamming. Het optreden van de symptomen wordt vooral bevorderd door lage temperaturen, daarom moeten de getroffenen elke afkoeling van de spieren vermijden.