Apa itu depolarisasi saraf dan bagaimana cara kerjanya?

Fungsi sistem saraf kita, yang meliputi otak, didasarkan pada transmisi informasi. Transmisi ini bersifat elektrokimia, dan bergantung pada pembangkitan pulsa listrik. dikenal sebagai potensial aksi, yang ditransmisikan melalui neuron ke semua kecepatan. Generasi pulsa didasarkan pada masuk dan keluarnya ion dan zat yang berbeda di dalam membran neuron.

Dengan demikian, input dan output ini menyebabkan kondisi dan muatan listrik yang biasanya dimiliki sel bervariasi, memulai proses yang akan berujung pada emisi pesan. Salah satu langkah yang memungkinkan proses transmisi informasi ini adalah depolarisasi. Depolarisasi ini adalah langkah pertama dalam pembangkitan potensial aksi, yaitu emisi pesan.

Untuk memahami depolarisasi, perlu memperhitungkan keadaan neuron pada keadaan sebelumnya, yaitu saat neuron dalam keadaan istirahat. Pada fase inilah mekanisme kejadian dimulai yang akan berakhir dengan munculnya impuls listrik yang akan berjalan melalui sel saraf sampai mencapai tujuannya, area yang berdekatan dengan ruang sinaptik, untuk menghasilkan atau tidak menghasilkan impuls saraf lain di neuron lain melalui yang lain depolarisasi.

Ketika neuron tidak bertindak: keadaan istirahat

Otak manusia bekerja dengan mantap sepanjang hidupnya. Bahkan saat tidur, aktivitas otak tidak berhentiSederhananya, aktivitas lokasi otak tertentu sangat berkurang. Namun, neuron tidak selalu memancarkan pulsa bioelektrik, tetapi dalam keadaan istirahat yang akhirnya berubah untuk menghasilkan pesan.

Dalam keadaan normal, dalam keadaan istirahat membran neuron memiliki muatan listrik spesifik -70 mV, karena adanya anion atau ion bermuatan negatif di dalamnya, selain kalium (meskipun ini memiliki muatan positif). Namun, bagian luar memiliki muatan yang lebih positif karena adanya natrium yang lebih besar, bermuatan positif, bersama dengan klorin bermuatan negatif. Keadaan ini dipertahankan karena permeabilitas membran, yang saat istirahat hanya mudah ditembus oleh kalium.

Meskipun oleh gaya difusi (atau kecenderungan cairan untuk mendistribusikan secara merata menyeimbangkan konsentrasinya) dan oleh tekanan elektrostatik atau tarik-menarik antara ion-ion yang muatannya berlawanan, lingkungan internal dan eksternal harus sama, permeabilitas tersebut mempersulit dalam ukuran besar, masuknya ion positif menjadi sangat bertahap dan terbatas.

Apalagi, neuron memiliki mekanisme yang mencegah keseimbangan elektrokimia berubah, yang disebut pompa natrium kalium, yang secara teratur mengeluarkan tiga ion natrium dari dalam untuk membiarkan dua ion kalium dari luar. Dengan cara ini, lebih banyak ion positif yang dikeluarkan daripada yang bisa masuk, menjaga muatan listrik internal tetap stabil.

Namun, keadaan ini akan berubah ketika mentransmisikan informasi ke neuron lain, perubahan yang, sebagaimana disebutkan, dimulai dengan fenomena yang dikenal sebagai depolarisasi.

Depolarisasi

Depolarisasi adalah bagian dari proses yang memulai potensial aksi. Dengan kata lain, itu adalah bagian dari proses yang menyebabkan sinyal listrik dilepaskan, yang pada akhirnya akan berjalan melalui neuron untuk menyebabkan transmisi informasi melalui sistem sangat tegang. Faktanya, jika kita ingin mengurangi semua aktivitas mental menjadi satu peristiwa, depolarisasi akan menjadi kandidat yang baik. untuk menempati posisi itu, karena tanpanya tidak ada aktivitas saraf dan oleh karena itu kita bahkan tidak akan bisa mengikutinya seumur hidup.

Fenomena itu sendiri yang mengacu pada konsep ini adalah peningkatan besar tiba-tiba dalam muatan listrik di dalam membran saraf. Peningkatan ini disebabkan oleh jumlah konstan ion natrium, bermuatan positif, di dalam membran neuron. Dari saat fase depolarisasi ini terjadi, berikut ini adalah reaksi berantai yang menghasilkan impuls listrik yang: perjalanan melalui neuron dan perjalanan ke daerah yang jauh dari tempat ia dimulai, mencerminkan efeknya pada terminal saraf yang terletak di sebelah ruang sinaptik dan memadamkan.

Peran pompa natrium dan kalium

Prosesnya dimulai di akson neuron, daerah di mana ia berada sejumlah besar reseptor natrium peka-tegangan. Meskipun biasanya tertutup, dalam keadaan istirahat, jika ada rangsangan listrik yang melebihi ambang eksitasi tertentu (ketika beralih dari -70mV ke antara -65mV dan -40mV) reseptor ini beralih ke Buka.

Karena bagian dalam membran sangat negatif, ion natrium positif akan sangat tertarik karena tekanan elektrostatik, masuk dalam jumlah besar. Sekaligus, pompa natrium / kalium tidak aktif, sehingga tidak ada ion positif yang dihilangkan.

Seiring waktu, saat bagian dalam sel menjadi semakin positif, saluran lain dibuka, kali ini untuk kalium, yang juga memiliki muatan positif. Karena tolakan antara muatan listrik dengan tanda yang sama, kalium akhirnya pergi ke luar. Dengan cara ini, peningkatan muatan positif diperlambat, hingga mencapai maksimum + 40mV di dalam sel.

Pada titik ini saluran yang memulai proses ini, saluran natrium, akhirnya menutup, mengakhiri depolarisasi. Selain itu, untuk sementara waktu mereka akan tetap tidak aktif, menghindari depolarisasi lebih lanjut. Perubahan polaritas yang dihasilkan akan bergerak sepanjang akson, berupa potensial aksi, untuk mengirimkan informasi ke neuron berikutnya.

Lalu?

Depolarisasi berakhir pada saat ion natrium berhenti masuk dan akhirnya saluran elemen ini ditutup. Namun, saluran kalium yang terbuka karena keluarnya muatan positif yang masuk tetap terbuka, terus-menerus mengeluarkan kalium.

Dengan demikian, seiring waktu akan kembali ke keadaan semula, mengalami repolarisasi, dan bahkan titik yang dikenal sebagai hiperpolarisasi akan tercapai di mana, karena keluaran natrium yang terus menerus, beban akan lebih kecil daripada keadaan istirahat, yang akan menyebabkan penutupan saluran kalium dan reaktivasi pompa natrium / kalium. Setelah ini selesai, membran akan siap untuk memulai seluruh proses lagi.

Ini adalah sistem penyesuaian kembali yang memungkinkan kembalinya ke situasi awal meskipun ada perubahan yang dialami oleh neuron (dan oleh lingkungan eksternalnya) selama proses depolarisasi. Di sisi lain, semua ini terjadi dengan sangat cepat, untuk menanggapi kebutuhan akan fungsi sistem saraf.

Referensi bibliografi:

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

• Gomez, M. (2012). Psikobiologi. Manual Persiapan CEDE PIR 12. CEDE: Madrid.

• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Perjanjian Fisiologi Medis. edisi ke-12. Bukit McGraw.

• Kandel, E.R.; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Prinsip ilmu saraf. Madrid. Bukit McGraw.