Što je neuronalna depolarizacija i kako funkcionira?

Ožujak 28, 2024

Funkcioniranje našeg živčanog sustava, u kojem je mozak uključen, temelji se na prijenosu informacija , Ovaj prijenos je elektrokemijski, a ovisi o generiranju električnih impulsa poznatih kao akcijski potencijali, koji se prenose kroz neurone u punoj brzini. Generiranje impulsa temelji se na ulazu i izlazu različitih iona i tvari unutar membrane neurona.

Dakle, ovaj ulaz i izlaz uzrokuju uvjete i električni naboj koji stanica normalno mora varirati, započinjući proces koji će kulminirati izdavanjem poruke. Jedan od koraka koji ovaj proces prijenosa podataka omogućuje depolarizacija , Ova depolarizacija je prvi korak u stvaranju akcijskog potencijala, odnosno emisije poruke.

Da bismo razumjeli depolarizaciju, nužno je uzeti u obzir stanje neurona u okolnostima prije toga, tj. Kada je neuron u mirovanju. U toj fazi kada počinje mehanizam događaja, završit će se pojavom električnog impulsa koji će putovati živčanim stanicama do postizanja svog odredišta, područja koja su poredani sinaptičkom prostoru, da bi se završila generiranje ili ne još jedan živčani impuls u drugom neuronu pomoću druge depolarizacije.

Kada neuron ne djeluje: stanje mirovanja

Ljudski mozak stalno djeluje tijekom svog života. Čak i za vrijeme spavanja, aktivnost mozga ne prestaje , jednostavno je djelovanje pojedinih mjesta mozga znatno smanjeno. Međutim, neuroni ne emitiraju uvijek bioelektrične impulse, već se nalaze u stanju mirovanja koje završava mijenjajući generiranje poruke.

U normalnim okolnostima, u stanju mirovanja membrana neurona ima specifičan električni naboj od -70 mV , zbog prisutnosti aniona ili negativno nabijenih iona unutar njega, uz kalij (iako to ima pozitivan naboj). Međutim, Vanjski je pozitivan naboj zbog veće prisutnosti natrija , pozitivan naboj, zajedno s negativnim nabojem klora. Ovo stanje se održava zbog propusnosti membrane koja se u mirovanju lako prenosi na kalij.

Iako se difuzijskom silom (ili tendencijom ravnomjernog raspoređivanja tekućine uravnoteženjem njezine koncentracije) i elektrostatskim pritiskom ili privlačenjem između iona suprotnog naboja, treba izjednačiti unutarnji i vanjski medij, ta propusnost čini vrlo teško, budući da je ulaz pozitivnih iona vrlo postupan i ograničen .

Osim toga, neuroni imaju mehanizam koji sprječava izmjenu elektrokemijske ravnoteže, tzv. natrijeve i kalijeve pumpe , koji redovito izbacuje tri natrijeva iona iznutra kako bi dopustio u dva kalija izvana. Na ovaj način, više pozitivnih iona protjerani su nego što bi mogli ući, održavajući unutarnju električnu naplatu stabilnom.

Međutim, ove se okolnosti mijenjaju kada se prenose informacije drugim neuronima, promjenu koja, kao što je spomenuto, započinje fenomenom poznatim kao depolarizacija.

Depolarizacija

Depolarizacija je dio procesa koji pokreće potencijal za djelovanje , Drugim riječima, to je dio procesa koji uzrokuje oslobađanje električnog signala, koji će završiti putovanje kroz neuronsku mrežu kako bi izazvao prijenos živčanog sustava. Zapravo, ako smo morali svesti sve mentalne aktivnosti na jedan događaj, depolarizacija bi bio dobar kandidat za popunjavanje te pozicije, jer bez nje nema neuronske aktivnosti i stoga ne bismo ni mogli ostati živi.

Sama pojava na koju se odnosi ovaj koncept je iznenadno veliko povećanje električnog naboja unutar neuronske membrane , Ovo povećanje posljedica je konstante pozitivno nabijenih natrijevih iona unutar neuronske membrane. Od trenutka u kojem se pojavljuje ova faza depolarizacije, slijedi lančana reakcija zahvaljujući kojoj se pojavljuje električni impuls koji putuje kroz neuron i putuje prema području daleko od mjesta gdje je započeo, izražava njegov učinak u živčanom terminalu koji se nalazi pored sinaptičkog prostora i istječe.

Uloga natrijevih i kalijevih pumpi

Proces počinje u aksonu neurona, područje na kojem se nalazi visoka količina natrijevih receptora osjetljivih na napon , Iako su normalno zatvoreni, u stanju mirovanja, ako postoji električna stimulacija koja prelazi određeni prag ekscitacije (pri polasku od -70mV do između -65mV i -40mV), spomenuti receptori počinju se otvarati.

Budući da je unutrašnjost membrane vrlo negativna, pozitivni natrijevi ioni će biti privučeni zbog elektrostatskog tlaka, ulazeći u veliku količinu. Istodobno, natrij-kalij pumpa je inaktivirana, tako da nema uklanjanja pozitivnih iona .

Tijekom vremena, budući da unutrašnjost ćelije postaje sve pozitivna, otvaraju se drugi kanali, ovaj put kalija, koji također ima pozitivan naboj. Zbog odbijanja između električnih naboja istog znaka, kalijev završava van. Na taj se način usporava porast pozitivnog naboja, dok ne dosegne maksimalno + 40mV unutar ćelije .

U ovom trenutku kanali koji su pokrenuli ovaj proces, natrijevi, završavaju zatvaranjem, kojim završava depolarizacija. Osim toga, neko će vrijeme ostati neaktivni, izbjegavajući nove depolarizacije. Promjena proizvedene polarnosti će se kretati duž aksona, u obliku akcijskog potencijala , za prijenos informacija na sljedeći neuron.

I poslije?

Depolarizacija završava u trenutku kada se natrijevi ioni zaustavljaju i konačno kanali ovog elementa su zatvoreni , Međutim, kanali kalija koji su se otvorili zbog izbjegavanja pozitivne ulazne napunjenosti ostaju otvoreni, istodobno izbacujući kalij.

Dakle, s vremenom će se stvoriti povratak u izvornu državu, repolarizaciju i čak doći će do točke poznate kao hiperpolarizacija zbog toga što zbog kontinuiranog natrijskog izlaza opterećenje će biti niže od stanja mirovanja, što će uzrokovati zatvaranje kalijskih kanala i reaktivaciju natrijeve / kalijeve pumpe. Kad se to učini, membrana će biti spremna za ponovno pokretanje cijelog procesa.

To je sustav prilagodbe koji vam omogućuje da se vratite na početnu situaciju unatoč promjenama koje je doživjelo neuron (i njegovo vanjsko okruženje) tijekom procesa depolarizacije. S druge strane, sve se to događa vrlo brzo, kako bi se odgovorilo na potrebu funkcioniranja živčanog sustava.