Co to jest depolaryzacja neuronalna i jak działa?

Marzec 28, 2024

Funkcjonowanie naszego układu nerwowego, w którym znajduje się mózg, opiera się na przekazywaniu informacji , Ta transmisja jest elektrochemiczna i zależy od generowania impulsów elektrycznych znanych jako potencjały czynnościowe, które są transmitowane przez neurony z pełną prędkością. Generowanie impulsów opiera się na wejściu i wyjściu różnych jonów i substancji w błonie neuronu.

Tak więc to wejście i wyjście powoduje zmiany warunków i ładunku elektrycznego, które normalnie musi zmieniać komórka, inicjując proces, który zakończy się wydaniem komunikatu. Jednym z kroków, który umożliwia ten proces przekazywania informacji, jest depolaryzacja , Ta depolaryzacja jest pierwszym krokiem w generowaniu potencjału akcji, czyli emisji komunikatu.

Aby zrozumieć depolaryzację, należy wziąć pod uwagę stan neuronów w okolicznościach poprzedzających to, to znaczy, kiedy neuron znajduje się w stanie spoczynku. To w tej fazie, kiedy zaczyna się mechanizm zdarzeń, kończy się pojawieniem się elektrycznego impulsu, który przemieści się przez komórkę nerwową, aż dotrze do miejsca docelowego, obszarów sąsiadujących z przestrzenią synaptyczną, aby w efekcie wygenerować inny impuls nerwowy w innym neuronie lub nie. przez kolejną depolaryzację.

Kiedy neuron nie działa: stan spoczynku

Ludzki mózg działa nieprzerwanie przez całe życie. Nawet podczas snu aktywność mózgu nie kończy się , po prostu aktywność niektórych lokalizacji mózgu jest znacznie zmniejszona. Jednak neurony nie zawsze wysyłają impulsy bioelektryczne, ale znajdują się w stanie spoczynkowym, który zmienia się w celu wygenerowania komunikatu.

W normalnych okolicznościach w stanie spoczynku błona neuronów ma określony ładunek elektryczny wynoszący -70 mV , ze względu na obecność anionów lub ujemnie naładowanych jonów w środku, oprócz potasu (chociaż ma to ładunek dodatni). Jednak na zewnątrz ma bardziej dodatni ładunek ze względu na większą obecność sodu , dodatnio naładowane, razem z chlorem ładunku ujemnego. Ten stan jest utrzymywany ze względu na przepuszczalność membrany, która w spoczynku jest łatwo przenoszona na potas.

Chociaż przez siłę dyfuzyjną (lub tendencję do równomiernego rozprowadzania płynu przez równoważenie jego stężenia) oraz przez ciśnienie elektrostatyczne lub przyciąganie pomiędzy jonami o przeciwnym ładunku, medium wewnętrzne i zewnętrzne powinny być wyrównane, ta przenikalność czyni to bardzo trudnym, bycie wejściem jonów dodatnich bardzo stopniowe i ograniczone .

Ponadto neurony mają mechanizm, który uniemożliwia zmianę równowagi elektrochemicznej, tak zwaną pompę sodową i potasową , który regularnie wyrzuca trzy jony sodu od wewnątrz, aby wpuścić dwa potas z zewnątrz. W ten sposób więcej jonów dodatnich jest wydalanych, niż mogłoby się dostać, utrzymując wewnętrzny ładunek elektryczny stabilny.

Jednak te okoliczności będą się zmieniać podczas przesyłania informacji do innych neuronów, co, jak wspomniano, zaczyna się od zjawiska znanego jako depolaryzacja.

Depolaryzacja

Depolaryzacja jest częścią procesu, który inicjuje potencjał do działania , Innymi słowy, to właśnie ta część procesu powoduje uwolnienie sygnału elektrycznego, który kończy się podróżowaniem przez neuron, powodując przekazywanie informacji przez układ nerwowy. W rzeczywistości, gdybyśmy musieli zredukować wszelką mentalną aktywność do jednego zdarzenia, depolaryzacja byłaby dobrym kandydatem do wypełnienia tej pozycji, ponieważ bez niej nie byłoby aktywności neuronalnej i dlatego nie bylibyśmy nawet w stanie utrzymać się przy życiu.

Samo zjawisko, do którego odnosi się ta koncepcja, to nagły, duży wzrost ładunku elektrycznego w błonie nerwowej , Ten wzrost wynika ze stałej dodatnio naładowanych jonów sodu wewnątrz błony neuronu. Od momentu, w którym następuje ta faza depolaryzacji, następuje reakcja łańcuchowa, dzięki której pojawia się impuls elektryczny, który przemieszcza się przez neuron i przemieszcza się w kierunku obszaru daleko od miejsca, w którym został zainicjowany, wyraża swoje działanie w terminalu nerwowym znajdującym się obok przestrzeni synaptycznej i umiera.

Rola pomp sodowych i potasowych

Proces rozpoczyna się w aksonie neuronów, obszarze, w którym się znajduje duża ilość receptorów sodowych wrażliwych na napięcie , Chociaż normalnie są one zamknięte, w stanie spoczynku, jeśli istnieje stymulacja elektryczna, która przekracza pewien próg pobudzenia (przy przechodzeniu z -70 mV do między -65 mV i -40 mV), wspomniane receptory zaczynają się otwierać.

Ponieważ wnętrze membrany jest bardzo ujemne, dodatnie jony sodu będą bardzo przyciągane z powodu ciśnienia elektrostatycznego, wchodząc w dużych ilościach. W tym samym czasie pompa sodowo-potasowa jest inaktywowana, więc jony dodatnie nie są usuwane .

Z biegiem czasu, gdy wnętrze komórki staje się coraz bardziej pozytywne, otwierają się inne kanały, tym razem potasu, który również ma ładunek dodatni. Ze względu na odpychanie między ładunkami elektrycznymi tego samego znaku, potas kończy się wychodząc na zewnątrz. W ten sposób wzrost ładunku dodatniego jest spowolniony, aż do osiągnięcia maksimum + 40 mV wewnątrz komórki .

W tym momencie kanały, które inicjowały ten proces, sodowe, kończą się zamykaniem, z którym depolaryzacja dobiega końca. Ponadto przez pewien czas pozostaną nieaktywni, unikając nowych depolaryzacji. Zmieniająca się biegunowość porusza się wzdłuż aksonu, w postaci potencjału czynnościowego , aby przekazać informacje do następnego neuronu.

A po?

Depolaryzacja kończy się z chwilą, gdy jony sodu przestają się przenikać i ostatecznie kanały tego pierwiastka są zamknięte , Jednak kanały potasowe, które zostały otwarte z powodu ucieczki dodatniego ładunku, pozostają otwarte i stale wypychają potas.

Tak więc z czasem będzie to powrót do pierwotnego stanu, z repolaryzacją, a nawet osiągnie punkt zwany hiperpolaryzacją w związku z ciągłym wytwarzaniem sodu obciążenie będzie niższe od stanu spoczynkowego, co spowoduje zamknięcie kanałów potasowych i reaktywację pompy sodowo / potasowej. Po wykonaniu tej czynności membrana będzie gotowa do ponownego rozpoczęcia całego procesu.

Jest to system rektyfikacji, który pozwala powrócić do sytuacji wyjściowej pomimo zmian, których doświadcza neuron (i jego otoczenie zewnętrzne) podczas procesu depolaryzacji. Z drugiej strony wszystko to dzieje się bardzo szybko, aby odpowiedzieć na potrzebę funkcjonowania układu nerwowego.