Nervceller i vila har en elektrisk laddning över sina membran: cellens utsida är positivt laddad och insidan av cellen är negativt laddad. Depolarisering sker när nervcellen reverserar dessa laddningar; för att ändra dem till ett viloläge skickar neuronen en annan elektrisk signal. Hela processen sker när cellen tillåter specifika joner att strömma in i och ut ur cellen.

Hur polarisering fungerar

Polarisering är förekomsten av motsatta elektriska laddningar på vardera sidan av en cellmembran. I hjärnceller är insidan negativt laddad och utsidan är positivt laddad. Minst tre element behövs för att göra det möjligt. För det första behöver cellen molekyler som salter och syror, som har elektriska laddningar på dem. För det andra behöver cellen ett membran som inte låter elektriskt laddade molekyler fritt passera genom det. Ett sådant membran tjänar till att separera laddningar. För det tredje behöver cellerna ha proteinpumpar i membranet som kan flytta elektriskt laddade molekyler åt sidan, lagra en typ av molekyl på denna sida och en annan typ på andra sidan.

Blir polariserad

En cell blir polariserad genom att flytta och lagra olika typer av elektriskt laddade molekyler på olika sidor av dess membran. En elektriskt laddad molekyl kallas en jon. Neuroner pumpar natriumjoner ut ur sig själva, samtidigt som kaliumjoner kommer in. I vila - när cellen inte skickar en elektrisk signal till andra celler - har en neuron cirka 30 gånger mer natriumjoner på utsidan än inuti; det motsatta gäller kaliumjoner. Insidan av cellen innehåller också molekyler som kallas organiska syror. Dessa syror har negativa avgifter på dem, så de lägger till den negativa laddningen inuti cellen.

Depolarisering och åtgärdspotential

En neuron kommunicerar med en annan neuron genom att skicka en elektrisk signal till sina fingertoppar, vilket gör att fingertopparna släpper ut kemikalier som stimulerar en närliggande cell. Känd som postsynaptisk potential definierar denna elektriska signal och typ av potential en graderad depolarisering av membranet. Om den är stor nog kommer den att utlösa en åtgärdspotential. Handlingspotentialer händer när neuron öppnar proteinkanaler i membranet. Dessa kanaler gör det möjligt för natriumjoner att flöda från cellen utanför cellen. Den plötsliga rushen av natrium i cellen förändrar den elektriska laddningen inuti cellen från negativ till positiv, vilket också förändrar utsidan från positiv till negativ. Hela depolarisations-till-repolarisationshändelsen händer på cirka 2 millisekunder, vilket gör det möjligt för neuroner att skjuta åtgärdspotentialen i snabba utbrott som möjliggör neuronal kommunikation.

Repolarisationsprocess

En ny åtgärdspotential kan inte äga rum tills korrekt elektrisk laddning över neuronens membran återställs. Det betyder att cellens insida måste vara negativ, medan utsidan behöver vara positiv. En cell återställer detta tillstånd, eller repolariserar sig själv, genom att aktivera en proteinpump i dess membran. Denna pump kallas natrium-kaliumpumpen. För varje tre natriumjoner pumpar den ur en cell, den pumpar i två kalium-enheter. Pumparna gör detta tills den korrekta laddningen inuti cellen är uppnådd.