Vad gör att en nervimpuls rör sig längs nervfibern?

Nervimpulsen drivs framåt längs nervfibern av en elektrisk signal som kallas aktionspotential. Rörelsen är resultatet av en samordnad, sekventiell depolarisering och repolarisering av olika delar av neuronets cellmembran. Här förklarar vi steg för steg vad som får en nervimpuls att färdas längs nervfibern.

1. Vilopotentialen

I vila upprätthåller neuronet en så kallad vilomembranpotential – en skillnad i elektrisk laddning över cellmembranet. Insidan av neuronet är negativ jämfört med utsidan. Denna potential bibehålls tack vare membranets selektiva permeabilitet för olika joner.

2. Depolarisering

När en stimulans når tillräckligt hög tröskel förändras membranets jonpermeabilitet. Natriumkanaler (Na+) öppnas, vilket ger ett snabbt inflöde av natriumjoner in i neuronet. Membranet depolariseras därmed, alltså blir potentialskillnaden mindre negativ.

3. Aktionspotentialen

Om depolariseringen når tröskelvärdet (vanligen cirka -55 till -50 millivolt) utlöses en aktionspotential. Under aktionspotentialen blir membranpotentialen snabbt positiv (cirka +40 millivolt) tack vare det kraftiga inflödet av natriumjoner.

4. Repolarisering

Nästan omedelbart efter toppunkten påbörjas repolariseringen när natriumkanalerna stänger och kaliumkanaler (K+) öppnas. Kaliumjonerna strömmar ut ur neuronet, vilket återställer den negativa vilopotentialen.

5. Hyperpolarisering

Membranpotentialen kan tillfälligt gå förbi vilopotentialen – detta kallas hyperpolarisering. Den lätta negativa förskjutningen beror på att kaliumjonerna fortsätter strömma ut ur cellen en kort stund även efter att vilopotentialen återupprättats.

6. Refraktärperioder

Efter en aktionspotential går neuronet igenom refraktärperioder. Under den absoluta refraktärperioden är neuronet helt okänsligt för alla stimuli, medan en starkare än normal stimulans krävs för att utlösa en ny aktionspotential under den relativa refraktärperioden.

7. Fortplantning

Depolariseringen och repolariseringen vid en punkt på nervfibern skapar en lokal elektrisk ström som i sin tur depolariserar angränsande membrandområden. På så sätt fortplanterar sig aktionspotentialen stegvis längs hela nervfibern.

Sammanfattning

En nervimpuls fortplanteras längs nervfibern tack vare den sekventiella depolariseringen och repolariseringen av membranets segment. Processen bygger på att natrium- och kaliumjoner rör sig över neuronets membran, vilket ger upphov till den elektriska signal som kallas aktionspotential.