Kaj je depolarizacija nevronov in kako deluje?

Delovanje našega živčnega sistema, ki vključuje možgane, temelji na prenosu informacij. Ta prenos je elektrokemične narave in je odvisen od ustvarjanja električnih impulzov. znani kot akcijski potenciali, ki se prek nevronov prenašajo na vse hitrost. Ustvarjanje impulzov temelji na vstopu in izstopu različnih ionov in snovi znotraj membrane nevrona.

Tako ta vhod in izhod povzročata pogoje in električni naboj, ki ga mora celica običajno spreminjati, in sproža postopek, ki bo dosegel vrhunec v oddajanju sporočila. Eden od korakov, ki omogoča ta postopek prenosa informacij, je depolarizacija. Ta depolarizacija je prvi korak v ustvarjanju akcijskega potenciala, to je oddajanja sporočila.

Da bi razumeli depolarizacijo, je treba upoštevati stanje nevronov v prejšnjih okoliščinah, to je, ko je nevron v stanju mirovanja. V tej fazi se začne mehanizem dogodkov, ki se konča z videzom električnega impulza, ki bo potoval skozi živčno celico, dokler doseči svoj cilj, območja v bližini sinaptičnega prostora, da na koncu ustvari ali ne drugi živčni impulz v drugem nevronu skozi drug depolarizacija.

Kadar nevroni ne delujejo: stanje mirovanja

Človeški možgani neprestano delujejo skozi celo življenje. Tudi med spanjem se možganska aktivnost ne ustaviPreprosto se aktivnost določenih lokacij možganov močno zmanjša. Vendar nevroni ne oddajajo vedno bioelektričnih impulzov, ampak so v stanju mirovanja, ki se na koncu spremeni in ustvari sporočilo.

V normalnih okoliščinah v stanju mirovanja ima membrana nevronov specifični električni naboj -70 mV, zaradi prisotnosti v njem poleg kalija tudi negativno nabitih anionov ali ionov (čeprav ima ta pozitiven naboj). Vendar zunanjost ima zaradi večje prisotnosti natrija bolj pozitiven naboj, pozitivno napolnjen, skupaj z negativno nabitim klorom. To stanje se ohrani zaradi prepustnosti membrane, v katero v mirovanju le kalij lahko prodre.

Čeprav z difuzijsko silo (ali težnjo tekočine, da se enakomerno porazdeli, uravnoteži svojo koncentracijo) in s pritiskom elektrostatična ali privlačnost med ioni nasprotnega naboja morata biti notranje in zunanje okolje enaki, omenjena prepustnost otežuje velika mera, vnos pozitivnih ionov je zelo postopen in omejen.

Kaj je več, nevroni imajo mehanizem, ki preprečuje spreminjanje elektrokemičnega ravnotežja, tako imenovano natrijevo kalijevo črpalko, ki redno izloča tri natrijeve ione iz notranjosti, da od zunaj prepuščajo dva kalija. Na ta način se izloči več pozitivnih ionov, kot bi lahko vstopilo, ohranjajoč notranji električni naboj stabilen.

Vendar se bodo te okoliščine spremenile pri prenosu informacij na druge nevrone, sprememba, ki se, kot omenjeno, začne s pojavom, znanim kot depolarizacija.

Depolarizacija

Depolarizacija je del procesa, ki sproži akcijski potencial. Z drugimi besedami, to je del procesa, ki povzroči sprostitev električnega signala, ki bodo na koncu potovali po nevronu, da bi povzročili prenos informacij po sistemu zelo nanizan. Dejansko bi bila depolarizacija dober kandidat, če bi vse miselne dejavnosti zmanjšali na en sam dogodek. zasesti ta položaj, saj brez njega ni nevronske aktivnosti in zato niti ne bi mogli slediti življenska doba.

Sam pojav, na katerega se nanaša ta koncept, je nenadno veliko povečanje električnega naboja znotraj nevronske membrane. To povečanje je posledica stalnega števila natrijevih ionov, pozitivno nabitih, znotraj membrane nevrona. Od trenutka, ko nastopi ta faza depolarizacije, sledi verižna reakcija, zaradi katere se pojavi električni impulz, ki potuje skozi nevron in potuje na območje, daleč od mesta, kjer se je začel, odraža njegov učinek na živčni terminal, ki se nahaja poleg sinaptičnega prostora, in je ugasne.

Vloga črpalk za natrij in kalij

Postopek se začne v nevronski akson, območje, na katerem se nahaja veliko število napetostno občutljivih receptorjev natrija. Čeprav so običajno zaprti, v stanju počitka, če obstaja električna stimulacija preseže določen prag vzbujanja (pri prehodu z -70mV na med -65mV in -40mV) ti receptorji preklopijo na odprto.

Ker je notranjost membrane zelo negativna, bodo pozitivni natrijevi ioni zaradi elektrostatičnega tlaka, ki vstopajo v veliki količini, zelo privlačni. Naenkrat, natrijeva / kalijeva črpalka je neaktivna, zato se pozitivni ioni ne odstranijo.

Sčasoma, ko postaja notranjost celice vedno bolj pozitivna, se odpirajo tudi drugi kanali, tokrat za kalij, ki ima tudi pozitiven naboj. Zaradi odbijanja med električnimi naboji istega znaka se kalij konča navzven. Na ta način se povečanje pozitivnega naboja upočasni, dokler ne doseže največ + 40mV v celici.

Na tej točki se kanali, ki so začeli ta postopek, natrijevi kanali, na koncu zaprejo in končajo depolarizacijo. Poleg tega bodo nekaj časa ostali neaktivni in se izognili nadaljnjim depolarizacijam. Nastala sprememba polarnosti se bo gibala vzdolž aksona v obliki akcijskega potenciala, za prenos informacij naslednjemu nevronu.

In potem?

Depolarizacija se konča v trenutku, ko natrijevi ioni prenehajo vstopati in končno se kanali tega elementa zaprejo. Kalijevi kanali, ki so se odprli zaradi uhajanja pozitivnega naboja, pa ostanejo odprti in nenehno izpuščajo kalij.

Tako se bo sčasoma vrnilo v prvotno stanje, repolariziralo in celo dosežena bo točka, znana kot hiperpolarizacija pri katerem bo zaradi neprekinjene proizvodnje natrija obremenitev manjša od obremenitve stanja mirovanja, kar bo povzročilo zaprtje kalijevih kanalov in ponovno aktiviranje natrijeve / kalijeve črpalke. Ko bo to storjeno, bo membrana pripravljena za ponovni začetek celotnega postopka.

To je sistem za prilagoditev, ki omogoča vrnitev v začetno situacijo, kljub spremembam, ki jih med postopkom depolarizacije doživlja nevron (in njegovo zunanje okolje). Po drugi strani pa se vse to zgodi zelo hitro, da se odzove na potrebo po delovanju živčnega sistema.

Bibliografske reference:

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

• Gómez, M. (2012). Psihobiologija. 12. Priročnik za pripravo CEDE PIR. CEDE: Madrid.

• Guyton, C.A. & Hall, J. E. (2012) Pogodba o medicinski fiziologiji. 12. izdaja. McGraw Hill.

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