Ce este depolarizarea neuronală și cum funcționează?

Martie 29, 2024

Funcționarea sistemului nostru nervos, în care creierul este inclus, se bazează pe transmiterea de informații . Această transmisie este electrochimică și depinde de generarea de impulsuri electrice cunoscute ca potențiale de acțiune, care sunt transmise prin neuroni la viteză maximă. Generarea de impulsuri se bazează pe intrarea și ieșirea diferitelor ioni și substanțe din membrana neuronului.

Astfel, această intrare și ieșire determină condițiile și sarcina electrică pe care celulele trebuie în mod normal să le modifice, inițiind un proces care va culmina în emiterea mesajului. Unul dintre pașii pe care acest proces de transmitere a informațiilor le permite este depolarizarea . Această depolarizare este primul pas în generarea unui potențial de acțiune, adică emisia unui mesaj.

Pentru a înțelege depolarizarea, este necesar să se țină seama de starea neuronilor în împrejurările anterioare, adică atunci când neuronul este într-o stare de repaus. Este în această fază când mecanismul evenimentelor începe că se va sfârși în apariția unui impuls electric care va deplasa celula nervoasă până când ajunge la destinație, zonele adiacente unui spațiu sinaptic, pentru a se ajunge la generarea sau nu a unui alt impuls nervos într-un alt neuron de o altă depolarizare.

Atunci când neuronul nu acționează: starea de odihnă

Creierul uman funcționează în mod constant pe tot parcursul vieții. Chiar și în timpul somnului, activitatea creierului nu se oprește , pur și simplu activitatea anumitor locații ale creierului este mult redusă. Cu toate acestea, neuronii nu emite întotdeauna impulsuri bioelectrice, ci se află într-o stare de repaus care sfârșește prin alterări pentru a genera un mesaj.

În condiții normale, în stare de repaus, membrana neuronilor are o sarcină electrică specifică de -70 mV , datorită prezenței anionilor sau ionilor încărcați negativ în interiorul acestuia, în plus față de potasiu (deși acest lucru are o încărcătură pozitivă). Cu toate acestea, exteriorul are o sarcină mai pozitivă datorită prezenței mai mari a sodiului , încărcate pozitiv, împreună cu clor negativ de încărcare. Această stare este menținută datorită permeabilității membranei, care în repaus este ușor de transferat la potasiu.

Deși prin forța difuzională (sau tendința unui fluid să fie distribuită uniform prin echilibrarea concentrației sale) și prin presiunea sau atracția electrostatică dintre ionii încărcați opuși, mediul intern și extern trebuie să fie egal, această permeabilitate o face foarte dificilă, fiind intrarea ionilor pozitivi foarte graduali și limitați .

În plus, neuronii au un mecanism care împiedică schimbarea echilibrului electrochimic, așa-numita pompă de sodiu și potasiu , care expulzează în mod regulat trei ioni de sodiu din interior pentru a lăsa în două potasiu din exterior. În acest fel, ionii mai pozitivi sunt eliminați decât ar putea intra, menținând stabilitatea încărcării electrice interne.

Totuși, aceste circumstanțe se vor schimba atunci când se transmit informații altor neuroni, o schimbare care, după cum sa menționat, începe cu fenomenul cunoscut sub numele de depolarizare.

Depolarizarea

Depolarizarea este partea din proces care inițiază potențialul de acțiune . Cu alte cuvinte, partea din proces determină eliberarea unui semnal electric, care va ajunge în călătoria prin neuron pentru a determina transmiterea de informații de către sistemul nervos. De fapt, dacă trebuia să reducem activitatea mentală la un singur eveniment, depolarizarea ar fi un bun candidat pentru a umple această poziție, deoarece fără ea nu există activitate neuronală și, prin urmare, nu am fi putut chiar să rămânem în viață.

Fenomenul însuși la care se referă acest concept este creșterea bruscă mare a încărcăturii electrice din interiorul membranei neuronale . Această creștere se datorează constantei ionilor de sodiu încărcați pozitiv în interiorul membranei neuronale. Din momentul în care apare această fază de depolarizare, ceea ce urmează este o reacție în lanț datorită căruia apare un impuls electric care călătorește prin neuron și călătorește către o zonă departe de locul unde a fost inițiată, își exprimă efectul într-un terminal nervos situat lângă un spațiu sinaptic și acesta moare.

Rolul pompelor de sodiu și potasiu

Procesul începe în axonul neuronilor, o zonă în care este localizat o cantitate mare de receptori de sodiu sensibili la tensiune . Deși în mod normal sunt închise, într-o stare de repaus, dacă există o stimulare electrică care depășește un anumit prag de excitație (atunci când merge de la -70mV la -65mV până la -40mV), acești receptori încep să se deschidă.

Deoarece interiorul membranei este foarte negativ, ionii de sodiu pozitivi vor fi foarte atrasi datorită presiunii electrostatice, care intră în cantități mari. În același timp, pompa de sodiu / potasiu este inactivată, deci nu sunt îndepărtați ionii pozitivi .

De-a lungul timpului, deoarece interiorul celulei devine din ce în ce mai pozitiv, alte canale sunt deschise, de această dată de potasiu, care are și o sarcină pozitivă. Datorită repulsiei dintre încărcăturile electrice ale aceluiași semn, potasiul se termină în exterior. În acest fel, creșterea încărcăturii pozitive este încetinită, până la atingerea unui maxim de + 40mV în interiorul celulei .

În acest moment, canalele care au inițiat acest proces, cele de sodiu, se încheie, cu care se termină depolarizarea. În plus, pentru un timp vor rămâne inactivi, evitând noi depolarizări. Modificarea polarității produse va fi deplasată de-a lungul axonului, sub forma unui potențial de acțiune , pentru a transmite informația către următorul neuron.

Și după?

Depolarizarea se termină în momentul în care ionii de sodiu nu mai intră și în final canalele acestui element sunt închise . Cu toate acestea, canalele de potasiu care s-au deschis datorită scăderii încărcăturii pozitive rămân deschise, expulzând în mod constant potasiul.

Astfel, cu timpul va produce o întoarcere la starea inițială, având o repolarizare și chiar o repolarizare va ajunge la un punct cunoscut sub numele de hiperpolarizare prin faptul că, datorită producției continue de sodiu, sarcina va fi mai mică decât starea de repaus, ceea ce va determina închiderea canalelor de potasiu și reactivarea pompei de sodiu / potasiu. Odată ce acest lucru este făcut, membrana va fi gata să înceapă întregul proces din nou.

Este un sistem de reajustare care vă permite să vă întoarceți la situația inițială, în ciuda schimbărilor survenite de către neuron (și mediul său extern) în timpul procesului de depolarizare. Pe de altă parte, toate acestea se întâmplă foarte rapid, pentru a răspunde nevoii de funcționare a sistemului nervos.