Was ist die Beziehung zwischen Membranpotential und Aktionspotential?

Ruhemembranpotential ist ein Begriff für den elektrischen Zustand aller Zellen des menschlichen Körpers, die eine nahezu stationäre Aufnahmefähigkeit für „erregbare“ Neuronenzellen aufweisen. Wenn Aktionspotentiale in Neuronen erzeugt werden, um benachbarte Zellen anzuregen, Informationen durch das zentrale und periphere Nervensystem zu übertragen, können die rezeptiven Membranpotentiale die potentielle Bereitschaft ändern, Informationen zu empfangen und an benachbarte Zellen weiterzugeben. Auf diese Weise geben Neuronen Informationen an andere Neuronen oder Muskel-, Organ- und Skelettstrukturen im ganzen Körper weiter. Die Kommunikationsnetzwerke für das Nervensystem hängen von einem guten Informationstransfer zwischen den Zellen ab, um alle kognitiven, emotionalen, sensorischen und regulatorischen Funktionen im Körper effektiv zu regulieren.

Veränderungen in Neuronenmembranen treten aufgrund eingehender Nachrichten von nahegelegenen Neurotransmittern oder aufgrund von Ungleichgewichten bei Krankheiten oder Verletzungen auf. Normalerweise gibt es zwei Arten von Verbindungen zwischen Neuronen für die Weitergabe von Informationen zwischen Neuronen, Organen oder Muskeln. Einige Neuronen beeinflussen das nahegelegene Membranpotential und das Aktionspotential anderer Neuronen durch Botenproteinmoleküle, die etwas langsamer arbeiten als die bioelektrische Übertragung. Andere Neuronen leiten Informationen durch bioelektrische oder chemisch-elektrische Einflüsse auf benachbarte Zellen über kleine Abgründe, sogenannte Synapsen, die zwischen den Zellen liegen, weiter. Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung über die gesteuerten Membranen innerhalb der Neuronenzellen erzeugen elektrische Aktionspotentialspitzen, die Synapsen zu den benachbarten Zellen überspringen.

Es gibt drei hauptsächliche chemische Ionen, die manchmal als Elektrolyte bezeichnet werden, für die Neurotransmitter-Kommunikation von Zelle zu Zelle auf molekularer Ebene im Körper. Diese drei sind Kalium, Natrium und Chlorid. Chlorid hat grundsätzlich einen negativen Ladungscharakter, und Natrium und Kalium haben einen positiven elektrischen Charakter.

Bei bioelektrischen Übertragungen bewirken diese Chemikalien, dass die Zellmembranen Tore durch die Membranen öffnen und schließen, um das Gleichgewicht der Chemikalien sowohl innerhalb als auch außerhalb zu ändern. Diese Membranveränderungen erzeugen Veränderungen des Ruhemembranpotentials und des Aktionspotentials, die elektrische Ladungen für die Informationsübertragung durch Neurotransmitter an andere Zellen erzeugen. Ein Ungleichgewicht einer dieser Chemikalien kann schwerwiegende Folgen für den Körper haben, die zu Erkrankungen wie Schlafstörungen, Parkinson oder Schizophrenie führen können.

Aktionspotentiale sind ein Zustand der Zellmembran, der als elektrische Nervenimpulse oder elektrische Aktivitätsspitzen von Zelle zu Zelle gesehen werden kann. Wenn Informationen von Zelle zu Zelle weitergegeben werden, überbrücken diese Aktionspotentiale die Synapsen mit den zu übertragenden Informationen. Wenn Befehle vom Zentralnervensystem an das periphere Nervensystem übertragen werden müssen, um Muskeln zu bewegen oder ein Organ zu stimulieren, hat die Anregung von Aktionspotentialen entlang der Befehlskette einen Welleneffekt im gesamten Ruhemembranpotential und Aktionspotential aller Zellen in der Umgebung der Weitergabeinformationen. Da das Aktionspotential einer Zelle eine Depolarisation in benachbarten Zellen anregt, bewegt sich die Information am schnellsten durch die bioelektrischen Kanäle.

Ein Neurotransmitter, der entlang der Informationsübertragungskanäle des Botenproteins wirkt, ist Dopamin. Serotonin, ein weiterer hormoneller Neurotransmitter, funktioniert am besten entlang der biochemischen Übertragungswege. Eine gute Informationsübertragung kann oft den Unterschied zwischen guter und schlechter Gesundheit im ganzen Körper ausmachen.