Co je neuronová depolarizace a jak funguje?

Fungování našeho nervového systému, který zahrnuje mozek, je založeno na přenosu informací. Tento přenos má elektrochemickou povahu a závisí na generování elektrických pulsů. známé jako akční potenciály, které se přenášejí neurony na všechny rychlost. Generování pulzů je založeno na vstupu a výstupu různých iontů a látek v membráně neuronu.

Tento vstup a výstup tedy způsobí, že se podmínky a elektrický náboj, které buňka normálně musí měnit, iniciují proces, který vyvrcholí emisí zprávy. Jedním z kroků, které umožňují tento proces přenosu informací, je depolarizace. Tato depolarizace je prvním krokem při generování akčního potenciálu, tj. Emise zprávy.

Abychom porozuměli depolarizaci, je nutné vzít v úvahu stav neuronů za předchozích okolností, tj. Když je neuron v klidovém stavu. Právě v této fázi, kdy začíná mechanismus událostí, skončí ve vzhledu elektrického impulsu, který bude cestovat nervovou buňkou, dokud dosáhnout svého cíle, oblastí sousedících se synaptickým prostorem, aby nakonec vytvořil nebo nevytvořil další nervový impuls v jiném neuronu prostřednictvím jiného depolarizace.

Když neuron nepůsobí: klidový stav

Lidský mozek neustále pracuje po celou dobu svého života. Ani během spánku se mozková činnost nezastaví, aktivita určitých lokací mozku je jednoduše značně snížena. Neurony však ne vždy vysílají bioelektrické impulsy, ale jsou v klidovém stavu, který se nakonec změní a vygeneruje zprávu.

Za normálních podmínek, v klidovém stavu má membrána neuronů specifický elektrický náboj -70 mV, v důsledku přítomnosti záporně nabitých aniontů nebo iontů uvnitř, kromě draslíku (i když má kladný náboj). Nicméně, exteriér má pozitivnější náboj díky větší přítomnosti sodíku, kladně nabitý, spolu se záporně nabitým chlorem. Tento stav je udržován díky propustnosti membrány, která je v klidu pouze snadno proniknutelná draslíkem.

I když difuzní silou (nebo tendencí tekutiny rovnoměrně distribuovat rovnováhu její koncentrace) a tlakem elektrostatické nebo přitažlivé mezi ionty opačného náboje by se vnitřní a vnější prostředí mělo vyrovnat, uvedená propustnost ztěžuje velká míra, vstup kladných iontů je velmi pozvolný a omezený.

Co víc neurony mají mechanismus, který brání změně elektrochemické rovnováhy, tzv. sodno-draselná pumpa, který pravidelně vylučuje tři ionty sodíku zevnitř, aby vpustil dva ionty draslíku zvenčí. Tímto způsobem je vyloučeno více kladných iontů, než by mohlo vstoupit, což udržuje stabilní vnitřní elektrický náboj.

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

Depolarizace

Depolarizace je součástí procesu, který iniciuje akční potenciál. Jinými slovy, je to část procesu, která způsobuje uvolnění elektrického signálu, které nakonec projdou neuronem a způsobí přenos informací systémem velmi navlečený. Ve skutečnosti, pokud bychom měli redukovat veškerou mentální aktivitu na jedinou událost, byla by vhodným kandidátem depolarizace. obsadit tuto pozici, protože bez ní není nervová aktivita, a proto bychom s ní ani nedokázali držet krok život.

Samotný jev, na který se tento koncept vztahuje, je náhlé velké zvýšení elektrického náboje v neuronální membráně. Toto zvýšení je způsobeno stálým počtem kladně nabitých iontů sodíku uvnitř membrány neuronu. Od okamžiku, kdy dojde k této depolarizační fázi, následuje řetězová reakce, díky níž se objeví elektrický impuls, který cestuje neuronem a cestuje do oblasti daleko od místa, kde byla zahájena, odráží její účinek na nervový terminál umístěný vedle synaptického prostoru a je hasí.

Úloha sodíkových a draselných čerpadel

Proces začíná v neuron axon, oblast, ve které se nachází vysoký počet napěťově citlivých sodíkových receptorů. I když jsou normálně uzavřené, jsou v klidovém stavu, pokud dojde k elektrické stimulaci překračuje určitou prahovou hodnotu buzení (při přechodu z -70 mV na -65 mV až -40 mV) se tyto receptory přepnou na otevřeno.

Protože vnitřek membrány je velmi negativní, pozitivní ionty sodíku budou velmi přitahovány díky elektrostatickému tlaku, který vstupuje ve velkém množství. Najednou, sodíkové / draselné čerpadlo je neaktivní, takže nejsou odstraněny žádné pozitivní ionty.

Postupem času, jak se vnitřek buňky stává stále pozitivnějším, otevírají se další kanály, tentokrát pro draslík, který má také pozitivní náboj. Kvůli odporu mezi elektrickými náboji stejného znaménka končí draslík ven. Tímto způsobem se zpomaluje nárůst kladného náboje, dokud nedosáhne maxima + 40 mV uvnitř buňky.

V tomto bodě končí kanály, které tento proces zahájily, sodíkové kanály, které ukončují depolarizaci. Kromě toho po určitou dobu zůstanou neaktivní, aby nedocházelo k další depolarizaci. Vytvořená změna polarity se bude pohybovat podél axonu ve formě akčního potenciálu, k přenosu informací do dalšího neuronu.

A pak?

Depolarizace končí v okamžiku, kdy ionty sodíku přestanou vstupovat a nakonec jsou kanály tohoto prvku uzavřeny. Avšak draslíkové kanály, které se otevřely v důsledku úniku přicházejícího kladného náboje, zůstávají otevřené a neustále vylučují draslík.

Postupem času tedy dojde k návratu do původního stavu, který bude mít repolarizaci, a dokonce bude dosaženo bodu známého jako hyperpolarizace ve kterém bude v důsledku nepřetržitého výstupu sodíku zátěž menší než v klidovém stavu, což způsobí uzavření draslíkových kanálů a reaktivaci sodíkového / draselného čerpadla. Jakmile to bude hotové, membrána bude připravena znovu zahájit celý proces.

Jedná se o systém přestavování, který umožňuje návrat do původní situace navzdory změnám, které zažil neuron (a jeho vnější prostředí) během procesu depolarizace. Na druhou stranu se to všechno 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. 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 neurovědy. Madrid. McGraw Hill.