Aktionspotentialet

Aktionspotentialet er en kortvarig ændring i membranpotentialet, der gør det muligt at overføre nerveimpulser langs et neuron. Hos nerveceller opretholdes hvilestillingen typisk ved omkring −70 mV. Når en stimulus når tærskelværdien, omkring −55 mV, udløses et aktionspotentiale. Depolarisationen sker, når spændingsstyrte natriumkanaler åbner og Na+-ioner strømmer ind i cellen, hvilket får membranpotentialet til at blive positivt, ofte omkring +30 til +40 mV. Herefter inaktiveres Na+-kanalerne, mens kaliumkanalerne åbner, hvilket fører til repolarisering og ofte en kort hyperpolarisering under hvilepotentialet. Tilbage til hvile forbliver beriget af Na+/K+-pumpen og andre ionekanaler.

Aktionspotentialer er all-or-none: størrelsen af impulsen er uafhængig af stimulusstyrken, så længe tærsklen nås; informationskodningen sker gennem ændringer i frekvens og mønster af impulser. Ledningen af aktionspotentialer i axonet afhænger af myelinisering: i myeliniserede fibre foregår ledningen gennem saltatorisk conduction ved Ranviers noder, hvilket øger ledningshastigheden. Ikke-myeliniserede fibre kræver en kontinuerlig depolarisation langs hele axonet og har lavere hastighed.

Refraktærperioder er vigtige for retningen og timing: en absolut refraktærperiode gør det umuligt at udløse nyt AP, og en påfølgende relativ refraktærperiode gør det muligt at udløse et nyt AP kun ved en stærkere stimulus. Aktionspotentialer er grundlaget for synaptisk transmission og kommunikation mellem neuroner og med muskler og kirtler.