1. Vilande membranpotential:
* natriumpotassiumpump: Muskelceller upprätthåller en vilande membranpotential på cirka -70 mV. Detta uppnås främst av natriumpotassiumpumpen, som aktivt pumpar 3 natriumjoner ut ur cellen för varje 2 kaliumjoner som pumpas in. Detta skapar en koncentrationsgradient, med mer natrium utanför cellen och mer kalium inuti.
* läckkanaler: Det finns också läckkanaler som gör att en liten mängd natrium kan läcka in i cellen och kalium för att läcka ut. Pumpen upprätthåller emellertid den totala negativa laddningen inuti cellen.
2. Depolarisering:
* Stimulus: En stimulans, såsom en signal från en nerv, utlöser öppningen av spänningsgrindade natriumkanaler. Dessa kanaler är känsliga för förändringar i membranpotentialen.
* natriuminflöde: När kanalerna öppnas, rusar natriumjoner in i cellen, drivna av både koncentrationsgradienten och den elektriska gradienten.
* Snabb depolarisering: Denna tillströmning av positiva natriumjoner får membranpotentialen att bli mindre negativ (depolarize). Om stimulansen är tillräckligt stark kommer membranpotentialen att nå en tröskelnivå, vanligtvis runt -55 mV.
3. Åtgärdspotential:
* Positiv feedback: När tröskeln har uppnåtts initieras en positiv återkopplingsslinga. Fler natriumkanaler öppnar, vilket gör att ännu mer natrium kommer in, ytterligare depolarisering av cellen.
* topppotential: Membranpotentialen fortsätter att stiga snabbt och når en topp på cirka +30 mV.
* natriumkanalinaktivering: När membranpotentialen når sin topp börjar natriumkanaler inaktivera och minska natriuminflödet.
4. Repolarisering:
* kaliumkanalaktivering: Samtidigt som natriumkanaler är inaktiverande öppnar spänningsgrindade kaliumkanaler. Detta gör att kaliumjoner kan rinna ut ur cellen, drivna av både deras koncentrationsgradient och den nu positiva elektriska gradienten.
* Återställning av polaritet: Utflödet av kaliumjoner ompolariserar snabbt membranet och returnerar det mot sin vilopotential.
5. Hyperpolarisering:
* kaliumkanalstängning: Kaliumkanaler förblir öppna för en kort tid efter att membranpotentialen återgår till vila, vilket leder till en kort hyperpolarisering (mer negativ än vilande potential).
6. Återgå till vilopotential:
* Pumpaktivitet: Natriumpotassiumpumpen fortsätter att fungera, återställer de ursprungliga jonkoncentrationsgradienterna och returnerar membranpotentialen till dess vilotillstånd.
Sammanfattning:
Muskelceller genererar en potentiell skillnad genom att ändra permeabiliteten hos deras membran till natrium- och kaliumjoner. Tillströmningen av natrium under depolarisering och utflödet av kalium under repolarisering skapar en snabb förändring i membranpotentialen som kallas en handlingspotential. Denna åtgärdspotential reser längs muskelcellmembranet och utlöser muskelfiberens sammandragning.
