Was ist neuronale Depolarisation und wie funktioniert sie?

Die Funktion unseres Nervensystems, zu dem auch das Gehirn gehört, basiert auf der Übertragung von Informationen. Diese Übertragung ist elektrochemischer Natur und hängt von der Erzeugung elektrischer Impulse ab. bekannt als Aktionspotentiale, die durch Neuronen an alle weitergegeben werden Geschwindigkeit. Die Erzeugung von Pulsen basiert auf dem Ein- und Austritt verschiedener Ionen und Substanzen innerhalb der Membran des Neurons.

Somit bewirken diese Eingabe und Ausgabe, dass die Bedingungen und die elektrische Ladung, die die Zelle normalerweise hat, variieren, was einen Prozess in Gang setzt, der in der Emission der Nachricht gipfelt. Einer der Schritte, der diesen Informationsübertragungsprozess ermöglicht, ist die Depolarisation. Diese Depolarisation ist der erste Schritt bei der Erzeugung eines Aktionspotentials, also der Emission einer Nachricht.

Um die Depolarisation zu verstehen, muss der Zustand von Neuronen unter früheren Umständen berücksichtigt werden, dh wenn sich das Neuron im Ruhezustand befindet. In dieser Phase beginnt der Ereignismechanismus, der mit dem Auftreten eines elektrischen Impulses endet, der durch die Nervenzelle wandert, bis sein Ziel erreichen, die an einen synaptischen Raum angrenzenden Bereiche, um am Ende einen anderen Nervenimpuls in einem anderen Neuron durch ein anderes zu erzeugen oder nicht not Depolarisation.

Wenn das Neuron nicht reagiert: Ruhezustand

Das menschliche Gehirn arbeitet sein ganzes Leben lang stetig. Auch im Schlaf hört die Gehirnaktivität nicht aufDie Aktivität bestimmter Gehirnregionen wird einfach stark reduziert. Neuronen senden jedoch nicht immer bioelektrische Impulse aus, sondern befinden sich in einem Ruhezustand, der sich schließlich verändert, um eine Nachricht zu generieren.

Unter normalen Umständen, im Ruhezustand hat die Membran von Neuronen eine spezifische elektrische Ladung von -70 mV, aufgrund des Vorhandenseins von negativ geladenen Anionen oder Ionen im Inneren, zusätzlich zu Kalium (obwohl dieses eine positive Ladung hat). Jedoch, das Äußere hat eine positivere Ladung aufgrund der größeren Anwesenheit von Natrium, positiv geladen, zusammen mit negativ geladenem Chlor. Dieser Zustand wird durch die Durchlässigkeit der Membran aufrechterhalten, die im Ruhezustand nur von Kalium leicht durchdringbar ist.

Obwohl durch die Diffusionskraft (oder die Tendenz einer Flüssigkeit, sich gleichmäßig zu verteilen, ihre Konzentration auszugleichen) und durch den Druck elektrostatische oder Anziehung zwischen den entgegengesetzt geladenen Ionen die innere und die äußere Umgebung sollten gleich sein, diese Durchlässigkeit macht es schwierig in großes Maß, der Eintritt von positiven Ionen ist sehr allmählich und begrenzt.

Was ist mehr, Neuronen haben einen Mechanismus, der verhindert, dass sich das elektrochemische Gleichgewicht ändert, die sogenannte Natrium-Kalium-Pumpe, die regelmäßig drei Natriumionen von innen ausstößt, um zwei Kaliumionen von außen hereinzulassen. Auf diese Weise werden mehr positive Ionen ausgestoßen, als eintreten könnten, wodurch die interne elektrische Ladung stabil bleibt.

Diese Umstände ändern sich jedoch, wenn Informationen an andere Neuronen übertragen werden, eine Änderung, die, wie erwähnt, mit dem als Depolarisation bekannten Phänomen beginnt.

Depolarisation

Depolarisation ist der Teil des Prozesses, der das Aktionspotential auslöst. Mit anderen Worten, es ist der Teil des Prozesses, der ein elektrisches Signal auslöst, das die am Ende durch das Neuron wandern, um die Übertragung von Informationen durch das System zu bewirken stark aufgereiht. Tatsächlich wäre die Depolarisation ein guter Kandidat, wenn wir alle mentalen Aktivitäten auf ein einziges Ereignis reduzieren würden. diese Position zu besetzen, da es ohne sie keine neuronale Aktivität gibt und wir daher nicht einmal mithalten könnten Lebensdauer.

Das Phänomen selbst, auf das sich dieses Konzept bezieht, ist das plötzlicher starker Anstieg der elektrischen Ladung innerhalb der neuronalen Membran. Dieser Anstieg ist auf die konstante Anzahl von positiv geladenen Natriumionen in der Membran des Neurons zurückzuführen. Ab dem Moment, in dem diese Depolarisationsphase eintritt, folgt eine Kettenreaktion, durch die ein elektrischer Impuls auftritt, der reist durch das Neuron und reist in einen Bereich, der weit von seinem Ausgangspunkt entfernt ist, reflektiert seine Wirkung auf ein Nervenende, das sich neben einem synaptischen Raum befindet und ist erlischt.

Die Rolle der Natrium- und Kaliumpumpen

Der Prozess beginnt in der Neuron Axon, Gebiet, in dem es sich befindet eine hohe Anzahl spannungsempfindlicher Natriumrezeptoren. Obwohl sie normalerweise geschlossen sind, im Ruhezustand, wenn eine elektrische Stimulation erfolgt, die eine bestimmte Erregungsschwelle überschreitet (bei einem Übergang von -70mV auf zwischen -65mV und -40mV) schalten diese Rezeptoren um öffnen.

Da das Innere der Membran sehr negativ ist, werden die positiven Natriumionen aufgrund des elektrostatischen Drucks stark angezogen und treten in großen Mengen ein. Auf einmal, die Natrium-/Kaliumpumpe ist inaktiv, somit werden keine positiven Ionen entfernt.

Mit der Zeit, wenn das Innere der Zelle immer positiver wird, öffnen sich andere Kanäle, diesmal für Kalium, das ebenfalls eine positive Ladung hat. Aufgrund der Abstoßung zwischen elektrischen Ladungen gleichen Vorzeichens gelangt das Kalium schließlich nach außen. Auf diese Weise wird der Anstieg der positiven Ladung verlangsamt, bis maximal + 40mV in der Zelle erreicht sind.

An diesem Punkt schließen sich die Kanäle, die diesen Prozess gestartet haben, die Natriumkanäle, und bringen die Depolarisation zum Ende. Darüber hinaus bleiben sie eine Zeit lang inaktiv, um weitere Depolarisationen zu vermeiden. Die erzeugte Polaritätsänderung bewegt sich entlang des Axons in Form eines Aktionspotentials move, um die Informationen an das nächste Neuron zu übermitteln.

Und dann?

Depolarisation endet in dem Moment, in dem die Natriumionen nicht mehr eindringen und schließlich die Kanäle dieses Elements geschlossen werden. Die Kaliumkanäle, die sich durch das Entweichen der ankommenden positiven Ladung geöffnet haben, bleiben jedoch offen und stoßen ständig Kalium aus.

Im Laufe der Zeit wird es also eine Rückkehr zum ursprünglichen Zustand geben, eine Repolarisation und sogar ein Punkt, der als Hyperpolarisation bekannt ist, wird erreicht in denen aufgrund der kontinuierlichen Natriumabgabe die Belastung geringer ist als die des Ruhezustands, was zum Schließen der Kaliumkanäle und zur Reaktivierung der Natrium- / Kaliumpumpe führt. Sobald dies erledigt ist, ist die Membran bereit, den gesamten Prozess erneut zu starten.

Es ist ein Anpassungssystem, das trotz der Veränderungen, die das Neuron (und seine äußere Umgebung) während des Depolarisationsprozesses erfahren, eine Rückkehr in die Ausgangssituation ermöglicht. Andererseits geschieht dies alles sehr schnell, um auf die Notwendigkeit der Funktionsfähigkeit des Nervensystems zu reagieren.

Bibliographische Referenzen:

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