Hvad er neuronal depolarisering, og hvordan fungerer det?

Funktionen af ​​vores nervesystem, som inkluderer hjernen, er baseret på transmission af information. Denne transmission er elektrokemisk og afhænger af genereringen af ​​elektriske impulser. kendt som handlingspotentialer, der overføres gennem neuroner til alle hastighed. Dannelsen af ​​impulser er baseret på indgang og udgang af forskellige ioner og stoffer i neuronens membran.

Således forårsager denne indgang og udgang de betingelser og den elektriske ladning, som cellen normalt skal variere, og igangsætter en proces, der kulminerer i udsendelsen af ​​meddelelsen. Et af de trin, der tillader denne informationsoverførselsproces, er depolarisering. Denne depolarisering er det første skridt i genereringen af ​​et handlingspotentiale, det vil sige udsendelsen af ​​en besked.

For at forstå depolarisering er det nødvendigt at tage højde for neuronernes tilstand under tidligere omstændigheder, det vil sige når neuronen er i en hviletilstand. Det er i denne fase, hvor begivenhedsmekanismen begynder, der ender i udseendet af en elektrisk impuls, der vil bevæge sig gennem nervecellen indtil nå sit mål, de områder, der støder op til et synaptisk rum, for at ende med at generere eller ikke en anden nerveimpuls i en anden neuron gennem en anden depolarisering.

Når neuronen ikke virker: hviletilstand

Den menneskelige hjerne arbejder støt gennem hele sit liv. Selv under søvn stopper ikke hjernens aktivitetSimpelthen er aktiviteten af ​​bestemte hjernelokaliseringer stærkt reduceret. Neuroner udsender imidlertid ikke altid bioelektriske impulser, men er i en hviletilstand, der ender med at ændre sig for at generere en besked.

Under normale omstændigheder i hviletilstand har neuronmembranen en specifik elektrisk ladning på -70 mVpå grund af tilstedeværelsen af ​​negativt ladede anioner eller ioner inde i det ud over kalium (selvom dette har en positiv ladning). Imidlertid, det udvendige har en mere positiv ladning på grund af den større tilstedeværelse af natrium, positivt ladet sammen med negativt ladet klor. Denne tilstand opretholdes på grund af permeabiliteten af ​​membranen, som i hvile kun er let gennemtrængelig af kalium.

Skønt ved diffusionskraften (eller en væskes tendens til at fordele jævnt mellem dens koncentration) og ved trykket elektrostatisk eller tiltrækning mellem ionerne med modsat ladning skal det indre og eksterne miljø udjævnes, nævnte permeabilitet gør det vanskeligt i stort mål indgangen til positive ioner er meget gradvis og begrænset.

Hvad mere er, neuroner har en mekanisme, der forhindrer den elektrokemiske balance i at ændre sig, den såkaldte natriumkaliumpumpe, som regelmæssigt uddriver tre natriumioner indefra for at lade to kalium udefra. På denne måde udvises flere positive ioner, end der kunne komme ind, hvilket holder den interne elektriske ladning stabil.

Disse omstændigheder vil dog ændre sig, når der transmitteres information til andre neuroner, en ændring, der som nævnt begynder med fænomenet kendt som depolarisering.

Depolarisering

Depolarisering er den del af processen, der initierer handlingspotentialet. Med andre ord er det den del af processen, der får et elektrisk signal til at frigives, det som ender med at rejse gennem neuronen for at forårsage transmission af information gennem systemet stærkt spændt. Faktisk, hvis vi reducerede al mental aktivitet til en enkelt begivenhed, ville depolarisering være en god kandidat. at indtage denne position, da uden den er der ingen neurale aktiviteter, og derfor ville vi ikke engang være i stand til at følge med livstid.

Fænomenet i sig selv, som dette koncept henviser til, er pludselig stor stigning i elektrisk ladning i neuronal membran. Denne stigning skyldes det konstante antal natriumioner, positivt ladede, inde i neuronens membran. Fra det øjeblik, hvor denne depolarisationsfase opstår, er det der følger en kædereaktion, takket være hvilken en elektrisk impuls synes at rejser gennem neuronen og rejser til et område langt fra, hvor det blev startet, afspejler dets virkning på en nerveterminal ved siden af ​​et synaptisk rum slukker.

Rollen af ​​natrium- og kaliumpumper

Processen begynder i neuron axon, område, hvor det er placeret et stort antal spændingsfølsomme natriumreceptorer. Selvom de normalt er lukket, i en tilstand af hvile, hvis der er en elektrisk stimulering, der overskrider en bestemt excitationsgrænse (når de går fra -70mV til mellem -65mV og -40mV) går disse receptorer til åben.

Da indersiden af ​​membranen er meget negativ, vil de positive natriumioner tiltrækkes meget på grund af det elektrostatiske tryk, der kommer ind i stor mængde. På en gang, natrium / kaliumpumpen er inaktiv, og derfor fjernes ingen positive ioner.

Over tid, da det indre af cellen bliver mere og mere positivt, åbnes andre kanaler, denne gang for kalium, som også har en positiv ladning. På grund af afstødningen mellem elektriske ladninger af det samme tegn ender kalium med at gå udad. På denne måde sænkes stigningen i positiv ladning, indtil maksimum når op på + 40 mV inde i cellen.

På dette tidspunkt ender de kanaler, der startede denne proces, natriumkanalerne, og afslutter depolarisering. Derudover vil de i et stykke tid forblive inaktive og undgå yderligere depolariseringer. Ændringen i produceret polaritet vil bevæge sig langs axonen i form af et handlingspotentiale, for at overføre informationen til den næste neuron.

Og så?

Depolarisering slutter i det øjeblik, hvor natriumioner holder op med at komme ind, og til sidst lukkes kanalerne for dette element. Imidlertid forbliver kaliumkanalerne, der åbnes på grund af udslippet af den indkommende positive ladning, åbne og konstant udviser kalium.

Således vil der over tid være en tilbagevenden til den oprindelige tilstand med en repolarisering og endda et punkt kendt som hyperpolarisering nås hvori belastningen på grund af den kontinuerlige produktion af natrium vil være mindre end hviletilstanden, hvilket vil medføre lukning af kaliumkanalerne og reaktivering af natrium / kaliumpumpen. Når dette er gjort, vil membranen være klar til at starte hele processen igen.

Det er et omjusteringssystem, der giver mulighed for at vende tilbage til den oprindelige situation på trods af de ændringer, neuronen (og dets eksterne miljø) har oplevet under depolarisationsprocessen. På den anden side sker alt dette meget hurtigt for at imødekomme behovet for nervesystemets funktion.

Bibliografiske referencer:

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

• Gómez, M. (2012). Psykobiologi. CEDE Forberedelsesmanual PIR.12. CEDE: Madrid.

• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Traktaten for medicinsk fysiologi. 12. udgave. McGraw Hill.

• Kandel, E.R. Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Principper for neurovidenskab. Madrid. McGraw Hill.