Ce este depolarizarea neuronală și cum funcționează?

Funcționarea sistemului nostru nervos, care include creierul, se bazează pe transmiterea informațiilor. Această transmisie este de natură electrochimică și depinde de generarea impulsurilor electrice. cunoscute sub numele de potențiale de acțiune, care sunt transmise prin neuroni tuturor viteză. Generarea impulsurilor se bazează pe intrarea și ieșirea diferiților ioni și substanțe din membrana neuronului.

Astfel, această intrare și ieșire determină condițiile și sarcina electrică pe care celula trebuie să le varieze în mod normal, inițiind un proces care va culmina cu emisia mesajului. Unul dintre pașii care permit acest proces de transmitere a informațiilor este depolarizarea. Această depolarizare este primul pas în generarea unui potențial de acțiune, adică emisia unui mesaj.

Pentru a înțelege depolarizarea, este necesar să se țină seama de starea neuronilor în circumstanțele anterioare, adică atunci când neuronul este în stare de repaus. În această fază începe mecanismul evenimentelor care se va termina prin apariția unui impuls electric care va călători prin celula nervoasă până ajunge la destinație, zonele adiacente unui spațiu sinaptic, pentru a ajunge să genereze sau nu un alt impuls nervos într-un alt neuron prin altul depolarizare.

Când neuronul nu acționează: stare de repaus

Creierul uman funcționează constant pe tot parcursul vieții sale. Chiar și în timpul somnului, activitatea creierului nu se opreștePur și simplu, activitatea anumitor locații ale creierului este mult redusă. Cu toate acestea, neuronii nu emit întotdeauna impulsuri bioelectrice, dar se află într-o stare de repaus care se modifică pentru a genera un mesaj.

Sub circumstante normale, într-o stare de repaus membrana neuronilor are o sarcină electrică specifică de -70 mV, datorită prezenței de anioni sau ioni încărcați negativ în interiorul acestuia, pe lângă potasiu (deși acesta are o încărcătură pozitivă). In orice caz, exteriorul are o sarcină mai pozitivă datorită prezenței mai mari de sodiu, încărcat pozitiv, împreună cu clorul încărcat negativ. Această stare este menținută datorită permeabilității membranei, care în repaus este doar ușor penetrabilă de potasiu.

Deși prin forța difuzională (sau tendința unui fluid de a distribui uniform echilibrându-și concentrația) și prin presiune electrostatic sau atracție între ionii de sarcină opusă, mediul intern și extern ar trebui să se egalizeze, permeabilitatea menționată îngreunează mare măsură, intrarea ionilor pozitivi fiind foarte gradată și limitată.

Mai mult, neuronii au un mecanism care împiedică schimbarea echilibrului electrochimic, așa-numita pompă de sodiu-potasiu, care expulzează regulat trei ioni de sodiu din interior pentru a lăsa să intre doi ioni de potasiu din exterior. În acest fel, mai mulți ioni pozitivi sunt expulzați decât ar putea pătrunde, menținând stabilă sarcina electrică internă.

Cu toate acestea, aceste circumstanțe se vor schimba la transmiterea informațiilor către alți neuroni, o schimbare care, după cum sa menționat, începe cu fenomenul cunoscut sub numele de depolarizare.

Depolarizare

Depolarizarea este partea procesului care inițiază potențialul de acțiune. Cu alte cuvinte, este partea procesului care determină eliberarea unui semnal electric, care va sfârși prin a călători prin neuron pentru a provoca transmiterea informațiilor prin sistem foarte strâns. De fapt, dacă ar fi să reducem toată activitatea mentală la un singur eveniment, depolarizarea ar fi un candidat bun. să ocupăm această poziție, deoarece fără ea nu există activitate neuronală și, prin urmare, nici nu am fi în stare să ținem pasul cu durata de viață.

Fenomenul în sine la care se referă acest concept este creștere bruscă mare a sarcinii electrice în membrana neuronală. Această creștere se datorează numărului constant de ioni de sodiu, încărcați pozitiv, în interiorul membranei neuronului. Din momentul în care apare această fază de depolarizare, urmează o reacție în lanț, datorită căreia apare un impuls electric care călătorește prin neuron și se deplasează către o zonă departe de locul în care a fost început, reflectă efectul său asupra unui terminal nervos situat lângă un spațiu sinaptic și este stinge.

Rolul pompelor de sodiu și potasiu

Procesul începe în neuron axon, zona în care se află un număr mare de receptori de sodiu sensibili la tensiune. Deși sunt în mod normal închise, în stare de repaus, dacă există o stimulare electrică care depășește un anumit prag de excitație (când se trece de la -70mV la între -65mV și -40mV) acești receptori trec la deschis.

Deoarece interiorul membranei este foarte negativ, ionii de sodiu pozitivi vor fi foarte atrași din cauza presiunii electrostatice, intrând în cantitate mare. O dată, pompa de sodiu / potasiu este inactivă, prin urmare nu se elimină ioni pozitivi.

În timp, pe măsură ce interiorul celulei devine din ce în ce mai pozitiv, se deschid alte canale, de data aceasta pentru potasiu, care are și o sarcină pozitivă. Datorită respingerii dintre sarcinile electrice ale aceluiași semn, potasiul ajunge să meargă spre exterior. În acest fel, creșterea sarcinii pozitive este încetinită, până la atingerea unui maxim de + 40mV în interiorul celulei.

În acest moment, canalele care au început acest proces, canalele de sodiu, ajung să se închidă, punând capăt depolarizării. În plus, pentru o perioadă vor rămâne inactive, evitând depolarizări ulterioare. Schimbarea de polaritate produsă se va deplasa de-a lungul axonului, sub forma unui potențial de acțiune, pentru a transmite informațiile către următorul neuron.

Și apoi?

Depolarizare se termină în momentul în care ionii de sodiu nu mai intră și în cele din urmă canalele acestui element sunt închise. Cu toate acestea, canalele de potasiu care s-au deschis datorită evadării încărcăturii pozitive de intrare rămân deschise, expulzând constant potasiul.

Astfel, în timp va exista o revenire la starea inițială, având o repolarizare și chiar se va ajunge la un punct cunoscut sub numele de hiperpolarizare în care, datorită producției continue de sodiu, sarcina va fi mai mică decât cea a stării de repaus, ceea ce va determina închiderea canalelor de potasiu și reactivarea pompei de sodiu / potasiu. Odată ce acest lucru este făcut, membrana va fi gata să înceapă din nou întregul proces.

Este un sistem de reajustare care permite revenirea la situația inițială în ciuda schimbărilor suferite de neuron (și de mediul său extern) în timpul procesului de depolarizare. Pe de altă parte, toate acestea se întâmplă foarte repede, pentru a răspunde nevoii de funcționare a sistemului nervos.

Referințe bibliografice:

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

• Gómez, M. (2012). Psihobiologie. Manual de pregătire CEDE PIR.12. CEDE: Madrid.

• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Tratatul de fiziologie medicală. Ediția a XII-a. McGraw Hill.

• Kandel, E.R; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Principiile neurologiei. Madrid. McGraw Hill.