Mis on tegevuspotentsiaali juhtimine?

Aktsioonipotentsiaali juhtivus on protsess, kuidas pingegradient ehk elektrilaengu erinevus rakus kandub edasi teistele või närviraku kaudu. Laeng väljaspool rakumembraani on tavaliselt negatiivne, seestpoolt aga positiivne. Närvirakkude või neuronite puhul võimaldavad valgud, mis suunavad positiivselt laetud osakesi, nn ioonid, läbi membraani, tavaliselt muuta aktsioonipotentsiaali. Muutused nende osakeste voolus võivad suurendada või vähendada laengute erinevust ja tavaliselt kontrollida, kas signaale juhitakse või mitte. Juhtivust juhib tavaliselt ioonide vool, mis toimub tavaliselt teatud vahemaa tagant mööda aksonit allapoole, enne kui see läbib rakumembraani.

Närvisüsteemis on mõnel rakul suhteliselt lühikesed aksonid, samas kui teistel on pikendused, mis ulatuvad pikemate vahemaade taha. Aktsioonipotentsiaali juhtivust mõjutab ka aksoni läbimõõt. Kui see on laiem, võib rohkem ioone läbida aksonit ja juhtida rohkem voolu. Juhtivuskaugus on suurema läbimõõduga neuronite puhul aga tavaliselt lühem.

Rakumembraanide depolarisatsioon levib aktsioonipotentsiaali juhtivuse kaudu. Närvirakud läbivad tavaliselt ka puhkefaasi, mida nimetatakse tulekindlaks perioodiks, mille jooksul laetud osakeste kanalid ei avane. Elektrilised signaalid võivad seetõttu liikuda ühes suunas raku kehast aksoni lõpuni; see võib ka kontrollida, mitu korda saab neuron teatud aja jooksul tulistada.

Aktsioonipotentsiaali juhtivust soodustavad sageli müeliini katted, mis on tavaliselt valmistatud gliiarakkude kihtidest. Müeliiniga kaetud rakud võivad närviimpulsse kaugemale juhtida, kuna ioonid ei suuda kattest läbi tungida. Gliaalrakkude vahelised sõlmed moodustavad müeliini ümbrise katkestusi, millest hormoonid ja ioonikanalid võivad läbida. Aktsioonipotentsiaali juhtivus toimub nende sõlmede vahel tavaliselt väga kiiresti, ilma signaali tugevuse vähenemiseta. Kui müeliin laguneb, võib aktsioonipotentsiaalide juhtimine närvikiududes häirida, põhjustades mõnikord selliseid haigusi nagu hulgiskleroos (MS), mille puhul närvisignaalide puudumine mõjutab keha funktsioone.

Voolud liiguvad tavaliselt läbi rakkude, kuna laeng ja elektripotentsiaal erinevad olenevalt asukohast. Aktsioonipotentsiaali juhtivus võimaldab üldiselt vooludel liikuda kogu aksoni pikkuses membraani siseküljel. Kui voolud lähevad üle membraani, näiteks lihasrakkudesse, põhjustab laengute erinevus tavaliselt väljastpoolt vastupidise voolu. Elektripotentsiaali ja impulsi kiirust saab arvutada matemaatiliste võrrandite abil, mis võtavad arvesse nii tegevuspotentsiaali intensiivsust kui ka füüsilist kaugust.