Hopp til innhold

  1. Home
  2. BiologiChevronRight
  3. Fysiologien til mennesketChevronRight
  4. NervesystemetChevronRight
  5. Ionestrøm og membranpotensialChevronRight
SubjectMaterialFagstoff

Fagartikkel

Ionestrøm og membranpotensial

Nerveimpulser er elektriske signaler som skapes av ioner som beveger seg over cellemembranen. Ulike ioner skaper en spenningsforskjell mellom cellas innside og utside. Denne spenningsforskjellen kalles membranpotensialet og impulsen kan defineres som en rask forandring i membranpotensialet.

Refleks

Ionestrømmer

Tverrsnitt av cellemembran. Tegning.
Noen stoffer passerer fritt gjennom cellemembraner, enkelte kan hjelpes gjennom ved bruk av energi, mens andre aldri kan passere.

Nerveimpulser er elektriske signaler. I motsetning til i elektriske ledninger der det er elektroner som lager strøm, skapes de elektriske nerveimpulsene av ioner som beveger seg gjennom cellemembranen i en nervecelle. Ionene, som er vannløselige og som finnes i forskjellige konsentrasjoner på utsiden og innsiden av cellemembranen, kan bare komme inn og ut av cellene gjennom ionekanaler og bæreproteiner.

Aktiv og passiv transport av ioner

Ladning i nervecelle. Tegning.
Hvilepotensial

Ved av ioner kreves det ikke energi. Det er konsentrasjonsforskjeller som får ionene til å bevege seg. Vi sier at de diffunderer fra høy til lav konsentrasjon. Dersom det kun hadde vært diffusjonskrefter i sving i cellene, hadde konsentrasjonen av ioner etter hvert blitt lik på begge sider av cellemembranen, og diffusjonen av ioner hadde stoppet opp.

Cellemembranen og graf som viser ladningen. Tegning.
Hvilepotensialet gjenopprettes

Ionepumper motvirker dette ved å transportere ioner mot konsentrasjonsgradienten, altså fra steder med lav konsentrasjon til steder med høy konsentrasjon av ioner. Dette krever energi og kalles . En aktiv transport av ioner opprettholder konsentrasjonsforskjeller og muliggjør passiv transport av ioner ved diffusjon.

Natrium-kalium-pumpa

En proteinkanal i cellemembranen får tilført energi. Tegning.
Natrium/kalium-pumpe

I nervesystemet er natrium-kalium-pumpa spesielt viktig. Dette er en ionepumpe som aktivt transporterer natriumioner (Na+) ut av cella og kaliumioner (K+) inn i cella. Dermed opprettholder pumpa en høy konsentrasjon av kalium inni og en høy konsentrasjon av natrium utenfor cella. Pumpa drives av ATP og pumper tre natriumioner ut og to kaliumioner inn i cella for hvert ATP-molekyl som lades ut (ATP ⟺ ADP + P + energi).

Membranpotensialet

Membranpotensialet

Les forklaring på hva som skjer når en nerveimpuls går i en nervecelle.
Tverrsnitt av cellemembran med proteiner som transporterer natrium og kalium gjennom membranen.
Natrium-kalium-pumpe.

I cellemembranen finnes selektive ionekanaler. Noen transporterer bare natriumioner og kalles natriumkanaler, mens andre transporterer bare kaliumioner og kalles kaliumkanaler. Videre er noen kanaler alltid åpne og brukes til diffusjon (passiv transport), mens andre er lukket og åpnes bare når energi tilføres til aktiv transport.

Tverrsnitt av cellemembran med ladninger.
Hvilepotensial.

Ioner har elektrisk ladning. Natrium- og kaliumionet er begge positive, mens for eksempel kloridionet (Cl-) er negativt. Når det hele tiden transporteres ioner over cellemembranen, vil dette føre til at det er ulike mengder negative og positive ladninger utenfor og inni cellene. Dette skaper en spenningsforskjell på hver side av cellemembranen. Denne spenningsforskjellen kalles membranpotensialet.

Menbran og graf som viser spenningen.
Hvilepotensialet gjenopprettes.

En nervecelle som er i ro og ikke sender noe signal, har et membranpotensial på −70 mV. Dette kalles cellas hvilepotensial. Når en nerveimpuls går, forandrer membranpotensialet seg etter som ioner pumpes eller diffunderer ut og inn av cella. En typisk nerveimpuls har et membranpotensial som forandrer seg fra −70 mV til +20 mV og tilbake til −70 mV. Impulsen kan defineres som en rask forandring i membranpotensialet.

Læringsressurser

Nervesystemet

Hva er kjernestoff og tilleggsstoff?
SubjectEmne

Fagstoff

  • SubjectMaterialFagstoff

    Regulering av lysmengden gjennom pupillen

    Tilleggsstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    Grå stær (katarakt)

    Tilleggsstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    Multippel sklerose (MS)

    Tilleggsstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    Borrelia (Lymme borreliose)

    Tilleggsstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    Funksjonsområdene til hjernehalvdelene

    Tilleggsstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    Epilepsi

    Tilleggsstoff
    AdditionalTilleggstoff
SubjectEmne

Oppgaver og aktiviteter

  • TasksAndActivitiesOppgaver og aktiviteter

    Test og simulering om lys, farger og fargesyn

    Tilleggsstoff
    AdditionalTilleggstoff