Cos'è la depolarizzazione neuronale e come funziona?

Il funzionamento del nostro sistema nervoso, che include il cervello, si basa sulla trasmissione di informazioni. Questa trasmissione è di natura elettrochimica e dipende dalla generazione di impulsi elettrici. noti come potenziali d'azione, che vengono trasmessi attraverso i neuroni a tutti velocità. La generazione di impulsi si basa sull'ingresso e l'uscita di diversi ioni e sostanze all'interno della membrana del neurone.

Quindi, questo input e questo output provocano le condizioni e la carica elettrica che la cella normalmente deve variare, avviando un processo che culminerà nell'emissione del messaggio. Uno dei passaggi che consente questo processo di trasmissione delle informazioni è la depolarizzazione. Questa depolarizzazione è il primo passo nella generazione di un potenziale d'azione, cioè l'emissione di un messaggio.

Per comprendere la depolarizzazione, è necessario tenere conto dello stato dei neuroni in circostanze precedenti, cioè quando il neurone è in uno stato di riposo. È in questa fase che inizia il meccanismo degli eventi che si concluderà con la comparsa di un impulso elettrico che attraverserà la cellula nervosa fino a raggiungere la sua destinazione, le aree adiacenti ad uno spazio sinaptico, per finire per generare o meno un altro impulso nervoso in un altro neurone attraverso un altro depolarizzazione.

Quando il neurone non agisce: stato di riposo

Il cervello umano lavora costantemente per tutta la sua vita. Anche durante il sonno, l'attività cerebrale non si fermaSemplicemente, l'attività di alcune località del cervello è notevolmente ridotta. Tuttavia, i neuroni non emettono sempre impulsi bioelettrici, ma sono in uno stato di riposo che finisce per alterarsi per generare un messaggio.

In circostanze normali, in stato di quiete la membrana dei neuroni ha una carica elettrica specifica di -70 mV, per la presenza di anioni o ioni caricati negativamente al suo interno, oltre al potassio (sebbene questo abbia una carica positiva). Tuttavia, l'esterno ha una carica più positiva per la maggiore presenza di sodio, carica positivamente, insieme al cloro caricato negativamente. Questo stato viene mantenuto grazie alla permeabilità della membrana, che a riposo è facilmente penetrabile solo dal potassio.

Sebbene dalla forza di diffusione (o tendenza di un fluido a distribuirsi uniformemente bilanciando la sua concentrazione) e dalla pressione elettrostatica o attrazione tra gli ioni di carica opposta l'ambiente interno ed esterno dovrebbe essere uguale, detta permeabilità rende difficile in grande misura, l'ingresso di ioni positivi è molto graduale e limitato.

Cosa c'è di più, i neuroni hanno un meccanismo che impedisce il cambiamento dell'equilibrio elettrochimico, la cosiddetta pompa sodio potassio, che espelle regolarmente tre ioni sodio dall'interno per far entrare due ioni potassio dall'esterno. In questo modo vengono espulsi più ioni positivi di quelli che potrebbero entrare, mantenendo stabile la carica elettrica interna.

Tuttavia, queste circostanze cambieranno quando si trasmettono informazioni ad altri neuroni, un cambiamento che, come detto, inizia con il fenomeno noto come depolarizzazione.

Depolarizzazione

La depolarizzazione è la parte del processo che avvia il potenziale d'azione. In altre parole, è la parte del processo che provoca l'emissione di un segnale elettrico, il che finirà per viaggiare attraverso il neurone per causare la trasmissione di informazioni attraverso il sistema molto teso. Infatti, se dovessimo ridurre tutta l'attività mentale a un singolo evento, la depolarizzazione sarebbe un buon candidato. occupare quella posizione, poiché senza di essa non c'è attività neurale e quindi non saremmo nemmeno in grado di tenere il passo tutta la vita.

Il fenomeno stesso a cui si riferisce questo concetto è il improvviso grande aumento della carica elettrica all'interno della membrana neuronale. Questo aumento è dovuto al numero costante di ioni sodio, carichi positivamente, all'interno della membrana del neurone. Dal momento in cui avviene questa fase di depolarizzazione, ne consegue una reazione a catena grazie alla quale compare un impulso elettrico che viaggia attraverso il neurone e viaggia in un'area lontana da dove è stato avviato, riflette il suo effetto su un terminale nervoso situato vicino a uno spazio sinaptico ed è si spegne.

Il ruolo delle pompe sodio e potassio

Il processo inizia nel assone del neurone, zona in cui si trova un elevato numero di recettori del sodio voltaggio-sensibili. Sebbene siano normalmente chiusi, in uno stato di riposo, se c'è una stimolazione elettrica che supera una certa soglia di eccitazione (quando si passa da -70mV a tra -65mV e -40mV) questi recettori vanno a Aperto.

Poiché l'interno della membrana è molto negativo, gli ioni sodio positivi saranno molto attratti a causa della pressione elettrostatica, entrando in grande quantità. subito, la pompa sodio/potassio è inattiva, quindi non vengono rimossi ioni positivi.

Col passare del tempo, man mano che l'interno della cellula diventa sempre più positivo, si aprono altri canali, questa volta per il potassio, che ha anche una carica positiva. A causa della repulsione tra cariche elettriche dello stesso segno, il potassio finisce per andare verso l'esterno. In questo modo si rallenta l'aumento di carica positiva, fino a raggiungere un massimo di + 40mV all'interno della cella.

A questo punto i canali che hanno avviato questo processo, i canali del sodio, finiscono per chiudersi, ponendo fine alla depolarizzazione. Inoltre, per un po' rimarranno inattivi, evitando ulteriori depolarizzazioni. Il cambiamento di polarità prodotto si sposterà lungo l'assone, sotto forma di potenziale d'azione, per trasmettere le informazioni al neurone successivo.

Poi?

Depolarizzazione termina nel momento in cui gli ioni sodio smettono di entrare e infine i canali di questo elemento sono chiusi. Tuttavia, i canali del potassio che si sono aperti a causa del volo della carica positiva in entrata rimangono aperti, espellendo costantemente il potassio.

Quindi, nel tempo ci sarà un ritorno allo stato originale, con una ripolarizzazione e persino si raggiungerà un punto noto come iperpolarizzazione in cui, per effetto della continua erogazione di sodio, il carico sarà inferiore a quello dello stato di riposo, che provocherà la chiusura dei canali del potassio e la riattivazione della pompa sodio/potassio. Fatto ciò, la membrana sarà pronta per ricominciare l'intero processo.

È un sistema di riadattamento che permette un ritorno alla situazione iniziale nonostante i cambiamenti subiti dal neurone (e dal suo ambiente esterno) durante il processo di depolarizzazione. D'altra parte, tutto questo avviene molto rapidamente, per rispondere al bisogno di funzionamento del sistema nervoso.

Riferimenti bibliografici:

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