Co je to neuronální depolarizace a jak funguje?

Fungování našeho nervového systému, ve kterém je mozek zahrnut, je založeno na přenosu informací. Tento přenos je elektrochemický a závisí na generování elektrických pulzů známých jako akční potenciály, které jsou přenášeny neurony při plné rychlosti. Generování pulzů je založeno na vstupu a výstupu různých iontů a látek v membráně neuronu.

Tento vstup a výstup tedy způsobuje, že podmínky a elektrický náboj, který musí buňka normálně měnit, zahájí proces, který bude vyvrcholit emisí zprávy.. Jedním z kroků, které tento proces přenosu informací umožňuje, je depolarizace. Tato depolarizace je prvním krokem ve vytváření akčního potenciálu, tj. Emise zprávy.

Abychom porozuměli depolarizaci, je nutné vzít v úvahu stav neuronů za okolností před tím, tj. Když je neuron v klidovém stavu. Je to v této fázi, kdy mechanismus událostí začíná, že skončí ve vzhledu elektrického impulsu, který bude putovat nervovou buňkou, dokud nedosáhne svého cíle, oblastí sousedících se synaptickým prostorem, aby skončil generováním nebo jiným nervovým impulsem v jiném neuronu. prostřednictvím další depolarizace.

Když neuron nefunguje: klidový stav

Lidský mozek funguje neustále po celý život. I během spánku se aktivita mozku nezastaví, prostě aktivita určitých míst mozku je značně snížena. Neurony však ne vždy vyzařují bioelektrické pulsy, ale jsou ve stavu klidu, který končí změnou generující zprávu..

Za normálních okolností, v klidovém stavu má membrána neuronů specifický elektrický náboj -70 mV, vzhledem k přítomnosti aniontů nebo záporně nabitých iontů uvnitř, kromě draslíku (i když to má kladný náboj). Nicméně, zevnějšek má kladnější náboj vzhledem k větší přítomnosti sodíku, kladně nabitý, spolu se záporným nábojem chloru. Tento stav je udržován díky propustnosti membrány, která je v klidu snadno přenositelná na draslík.

I když difuzní silou (nebo tendencí tekutiny být rovnoměrně rozložena vyvážením její koncentrace) a elektrostatickým tlakem nebo přitažlivostí mezi protilehlými ionty náboje by mělo být vnitřní a vnější médium vyrovnáno, což činí tuto propustnost velmi obtížnou., je vstupem pozitivních iontů velmi postupný a omezený.

Také, neurony mají mechanismus, který zabraňuje změně elektrochemické rovnováhy, tzv. sodíkové a draselné čerpadlo, který pravidelně vylučuje tři sodíkové ionty zevnitř, aby se dovnitř dostali dva draslíky. Tímto způsobem se vylučují více pozitivních iontů, než by mohly vstupovat, přičemž vnitřní elektrický náboj je stabilní.

Tyto okolnosti se však změní při přenosu informací do jiných neuronů, což je změna, která, jak bylo zmíněno, začíná fenoménem známým jako depolarizace..

Depolarizace

Depolarizace je součástí procesu, který iniciuje potenciál pro akci. Jinými slovy, je to část procesu, která způsobuje uvolnění elektrického signálu, který skončí cestou neuronem, který způsobí přenos informací nervovým systémem. Ve skutečnosti, kdybychom museli snížit veškerou duševní aktivitu na jednu událost, depolarizace by byla dobrým kandidátem k obsazení této pozice, protože bez ní není žádná neuronální aktivita, a proto bychom se ani nemohli udržet naživu..

Samotný jev, ke kterému tento pojem odkazuje, je náhlé velké zvýšení elektrického náboje uvnitř neuronální membrány. Toto zvýšení je způsobeno konstantou kladně nabitých iontů sodíku uvnitř neuronové membrány. Od okamžiku, kdy dochází k této fázi depolarizace, následuje řetězová reakce, díky které se objevuje elektrický impuls, který putuje neuronem a putuje do oblasti daleko od místa, kde byl iniciován, vyjadřuje svůj účinek v nervovém terminálu umístěném vedle synaptického prostoru a umírá.

Úloha sodíkových a draslíkových čerpadel

Proces začíná v axonu neuronů, zóny, ve které se nachází vysoké množství sodíkových receptorů citlivých na napětí. I když jsou normálně uzavřeny, ve stavu klidu, pokud existuje elektrická stimulace, která přesahuje určitou hranici excitace (při přechodu z -70mV na -65mV a -40mV), uvedené receptory se začínají otevírat.

Vzhledem k tomu, že vnitřek membrány je velmi negativní, kladné ionty sodíku budou velmi přitahovány v důsledku elektrostatického tlaku, který vstupuje do velkého množství. Současně, čerpadlo sodík / draslík je inaktivováno, takže nejsou odstraněny žádné kladné ionty.

Postupem času, jak se vnitřek buňky stává stále pozitivnější, jsou otevřeny další kanály, tentokrát draslík, který má také kladný náboj. Kvůli odporu mezi elektrickými náboji stejného znamení, draslík končí ven. Tímto způsobem se zvýší nárůst kladného náboje, až do dosažení maximálně + 40 mV uvnitř buňky.

V tomto bodě končí kanály, které tento proces zahájily, sodíkové kanály, a končí depolarizace. Kromě toho zůstanou po určitou dobu neaktivní a vyhnou se novým depolarizacím. Změna ve vytvořené polaritě se bude pohybovat podél axonu ve formě akčního potenciálu, informace předat dalšímu neuronu.

A po?

Depolarizace končí v okamžiku, kdy sodíkové ionty přestanou vstupovat a nakonec jsou kanály tohoto prvku uzavřeny. Nicméně, draslíkové kanály, které se otevřely v důsledku úniku této látky z přicházejícího kladného náboje, jsou stále otevřené a vylučují draslík konstantním způsobem..

Časem tak bude návrat do původního stavu, repolarizace a dokonce dosáhne bodu známého jako hyperpolarizace ve kterém, v důsledku nepřetržitého výstupu sodíku, bude zatížení nižší než zatížení klidového stavu, což povede k uzavření draslíkových kanálů a reaktivaci čerpadla sodíku / draslíku. Jakmile je toto provedeno, membrána bude připravena začít celý proces znovu.

Je to systém úpravy, který vám umožňuje navrátit se do počáteční situace i přes změny, ke kterým došlo v průběhu depolarizace neuronem (a jeho vnějším prostředím). Na druhou stranu, to vše se děje velmi rychle, aby bylo možné reagovat na potřebu fungování nervového systému.

Bibliografické odkazy:

• Gil, R. (2002). Neuropsychologie Barcelona, ​​Masson.

• Gómez, M. (2012). Psychobiologie Příručka pro přípravu CEDE PIR.12. CEDE: Madrid.

• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Smlouva o lékařské fyziologii. 12. vydání. McGraw Hill.

• Kandel, E.R. Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Principy neurověd. Madrid McGraw Hill.