Zenuwstelsel: actiepotentiaal

[Naomihintum]

Hoi,
 
In mijn biologieboek staat over het actiepotentiaal het volgende:
"De verandering van rustpotentiaal leidt tot het ontstaan van een ladingsverandering of depolarisatie in het membraangedeelte waar prikkeling plaatsvond. De depolarisatie in het stukje membraan duurt zo/n 0,001 tot 0,002 seconden; hierna herstelde de oorspronkelijke toestand rond het membraan zich weer. De herstelfase of repolarisatie duurt ongeveer even lang als de depolarisatie. Het terug pompen van de ionen naar de oorspronkelijke plaats kost veel energie. We spreken hierbij van de Na/K-pomp. ATP levert hiervoor de benodigde energie. De actiepotentiaal zelf vereist geen energie!"
 
Ik las de volgorde van het actiepotentiaal als volgt: Depolarisatie --> herstellen van de oorspronkelijk toestand rond het membraan --> repolarisatie, maar tijdens het formuleren van mijn vraag ben ik er al achtergekomen "de herstelfase of repolarisatie" verwijst naar dat herstellen van de oorspronkelijke toestand.
Nu heb ik toch nog de vraag: Begint de repolarisatie direct nadat de depolarisatie is afgelopen?
 
En als tweede vraag: In de eerste zin van het geciteerde stukje tekst zeggen ze dus dat ladingsverandering hetzelfde is als depolarisatie, maar de letterlijke betekenis van depolarisatie is toch ontladen? Dus vindt er tijdens de depolarisatie dan een ontlading plaats; het potentiaal gaat naar nul, of vindt er een ladingsverandering plaats; in de zin van: een verandering in potentiaal maar dan niet perse naar een potentiaal van nul?
(Ik weet dat ladingsverandering en ontladen technisch gezien hetzelfde zijn, want bij ontladen verandert de lading, right? Ik ben iemand die met leren heel moeilijk denkt en echt gaat onderzoeken wat de linken tussen bepaalde dingen (in dit geval dus de woordkeuze) zijn. Het zou zomaar kunnen dat ik in deze kwestie echt veel te moeilijk denk.)
 
En als derde vraag, met betrekking op de laatste zin van het geciteerde stukje: Dit is toch eigenlijk geen juiste informatie? Een actiepotentiaal komt alleen door een prikkel tot stand die over de prikkeldrempel is gekomen, maar die prikkel is toch ook gewoon energie? Of bedoelen ze hier dat de actiepotentiaal geen energie kost van het organisme zelf(die ATP die wel voor de Na/K-pomp nodig is)?

[Beresteyn]

1. Klopt. Verwijst naar hetzelfde proces. Als we ons even beperken tot natrium- en kaliumkanaaltjes: als de cel een signaal krijgt om te depolariseren gaan ladingsgevoelige Na-kanaaltjes open en dat zorgt voor een massale influx van natriumionen. Hierdoor verloopt de lading binnen de cel van negatief naar positief (of minder negatief). Op een gegeven moment is die lading dermate hoog dat de Na-kanaaltjes weer dicht gaan. Diezelfde lading zorgt er ook voor dat ladingsgevoelige K-kanaaltjes open gaan. De kaliumionen volgen hierbij de elektrochemische gradiënt en stromen dus massaal uit de cel; dit is de repolarisatie. Gebeurt er inderdaad direct na. Onderstaand figuur voor een schematisch overzicht. 
   

   

   300px-Action_potential.svg.png (10.81 KiB) 1250 keer bekeken

    
2. Het gaat erom dat er tijdens rust in de cel veel K+ en buiten de cel veel Na+ is en dat zorgt er voor dat het rustpotentiaal ongeveer rond de -70mV ligt. Tijdens een actiepotentiaal verdwijnt dat evenwicht tijdelijk en verlies je polarisatie. Vandaar depolarisatie. Tijdens het herstellen van het evenwicht tussen de ionen zorgt de cel juist weer voor polarisatie. Vandaar repolarisatie.
   
    
3. Het signaal dat wordt doorgegeven middels actiepotentialen in aanliggende cellen is in feite niets meer of minder dan een verandering in ionenconcentratie binnen en buiten de cel. De natrium- en kaliumkanaaltjes die voor de actiepotentiaal (en het herstel ervan) faciliteren zijn zoals gezegd ladingsgevoelig. Die gaan dus open en dicht op basis van het membraanpotentiaal en kost geen energie. Helemaal aan het einde van de actiepotentiaal gaan de kaliumkanaaltjes weer dicht, maar dat sluiten duurt eigenlijk net iets te lang. Hierdoor hyperpolariseert de cel iets (een net iets negatievere mV dan de rustpotentiaal). De NaK-pomp zorgt er dan voor om het evenwicht weer te herstellen en om vervolgens de rustpotentiaal te behouden. Die pomp heeft wel energie in de vorm van ATP nodig om werkzaam te zijn.

[Beresteyn]

Even iets rechtzetten: ik bedoel natuurlijk spanningsgevoelige kanalen, niet ladingsgevoelig.
Alles in het Engels leren heeft z'n voordelen, maar de correcte Nederlandse vertaling schiet er daarbij soms in