Hvilepotensial
Før vi går i gang med hva som skjer når en nervecelle sender en nerveimpuls, må vi innføre begrepet membranpotensial. Membranpotensial er et uttrykk for en fysisk spenningsforskjell utenfor og innenfor cellemembranen, akkurat slik det er en spenning mellom pluss og minus i et batteri.
Vi har to typer membranpotensial i cellene: hvilepotensial og aksjonspotensial.
Hvilepotensial
Alle celler har et hvilepotensial. Hvilepotensial er at innsiden og utsiden av en celle har ulik fordeling av plussladning og minusladning. Dette er bestemt av gitte ioner og proteiner. Natrium-ioner (Na+) og kalium-ioner (K+) er ioner med positiv ladning. Klor-ionet (Cl–) er et ion med negativ ladning. Alle proteinene har samlet sett negativ ladning.
Disse ionene og proteinene er ulikt fordelt inni og utenfor cellene på en slik måte at innsiden, som vi kaller den intracellulære siden, er mer negativ enn utsiden av cellen, som vi kaller den ekstracellulære siden.
De tre viktigste årsakene til at intracellulær side er mer negativ enn ekstracellulær side, er at:
- Na+/K+-pumpen sender tre natriumioner ut av cellen, samtidig som to kaliumioner blir pumpet inn. Altså mer positiv ladning pumpes hele tiden ut enn inn.
- Kalium lekker i større grad enn natrium. Ved diffusjon vil altså kalium lekke ut av cellene. Det medfører også at mer positiv ladning samles ekstracellulært (utenfor cellen).
- De fleste proteiner finnes intracellulært, og er, som nevnt, negativt ladd.
Samlet sett gir dette et hvilepotensiale på –70 millivolt (mV). (Det betyr bare at intracellulær side er mer negativt ladd enn ekstracellulær side.)
Konsekvensen av dette er at dersom vi åpner en ionekanal for natrium i cellemembranen vil natrium strømme inn i cellen ved diffusjon. Den ulike fordelingen av ladning vil utjevnes. Det betyr at membranpotensialet stiger fra -70 mV mot 0. En slik økning av membranpotensialet kalles en depolarisering. Et utladet batteri kan vi si er depolarisert.