Actiepotentiaal en synaptische transmissie

Vanaf de axon hillock verspreidt de elektrische activiteit zich over de segmenten van het axon, waarbij binnen de membraan van ieder volgend segment depolarisatie optreedt. Direct ontstaat een nieuwe actiepotentiaal, aangedreven door depolarisatie. Dezelfde waarde wordt over de gehele lengte van het axon gegenereerd door de instroom van natriumionen binnen de membraan van het segment. Bij een gemyeliniseerd axon verspreidt de elektrische lading zich sneller over de gehele lengte. In de jaren '80 werd het vermoeden uitgesproken dat de actiepotentiaal over zou "springen" naar de insnoeringen van Ranvier; inmiddels kan dit worden bevestigd. Dat verklaart waarom het proces bij een ongemyeliniseerd axon trager verloopt: in dat geval moeten over de gehele lengte  natriumkanalen worden geopend om op geringe afstanden herhaaldelijk actiepotentialen te bewerkstelligen.

Synaptische transmissie (neuronaal)
De neuronale transmissie verschilt van de hiervoor geschetste axonale elektrische conductie. Typerend voor de neuronale transmissie is de gewogen postsynapstische potentiaal, waar de actiepotentiaal bij de axonale conductie slechts tot stand kan komen volgens de"alles-of-niets-wet". Axonale conductie is een proces van actieve verspreiding (zie hierboven), terwijl neuronale transmissie bestaat uit plaatselijke, passieve verspreiding van potentialen.

Maak een onderscheid tussen EPSP en IPSP. Excitatoire postsynaptische transmissie, EPSP, effectueert depolarisatie; bij de depolarisatie zijn natrium- en kaliumkanalen betrokken (positieve lading). Inhibitoire postsynaptische transmissie, IPSP, heeft hyperpolarisatie tot effect; bij deze hyperpolarisatie zijn chloride- en kaliumkanalen betrokken (negatieve lading). De postsynaptische receptoren bepalen de aard van de uitwerking- EPSP of IPSP. Zo kan acetylcholine, ACh, zowel inhibitoir als excitatoir werken: in het eerste geval is er een influx van Cl- en in het tweede geval een influx van Na+/ K+. De in de hersenen algemeen voorkomende excitatoire transmitter is glutamaat en GABA werkt inhibitoir (vgl. de werking van de kniereflex irl tot de periferie).

Synthese: het proces van de transmissie
De actiepotentiaal arriveert in de axon terminal van het presynaptisch neuron (1).  In de presynaptische axon terminal neemt de instroom van positief geladen calciumionen toe (2). De energie zet vesiculi ertoe aan om neurotransmitter vrij te laten in de synaptische spleet (3). De stoffen die nodig zijn voor synthese, worden met regelmaat aangemaakt in het soma. Transmitterstoffen veranderen de membraanpotentiaal van de postsynaptische cel- deze effecten worden aangeduid als postsynaptische potentialen.  De transmitter (ligand) bindt zich aan receptoren in de postsynaptische membraan; ionkanalen in de postsynaptische membraan openen zich en de elektrische transmissie creëert een excitatoire of inhibitoire potentiaal. De postsynaptische receptor bepaalt of de transmitter excitatoir of inhibitoir werkt (4). Postsynaptische potentialen verspreiden zich passief van de dendrieten en het soma tot de axon hillock (afferent).

Zie illustratie. Linksboven: myeline omhult het axon. De actiepotentiaal arrriveert bij de axon terminal. Vanuit het soma worden vesiculi en transmitterstoffen richting axon terminal gestuurd. Calciumionen stromen ionkanalen binnen. De vesiculi fuseren met de presynaptische membraan en er vindt exocytose plaats. De transporters zorgen voor de concentratie van ionen. Bindt de neurotransmitter aan de ligand-gated ion channel receptor (of de G-proteïne-gekoppelde receptor), dan opent de receptor in de postsynaptische membraan zich, om ionen in te laten stromen.