Vad är neuronal depolarisering och hur fungerar det?

Funktionen i vårt nervsystem, som inkluderar hjärnan, baseras på överföring av information. Denna transmission är elektrokemisk till sin natur och beror på genereringen av elektriska pulser. känd som åtgärdspotentialer, som överförs genom nervceller till alla hastighet. Genereringen av pulser baseras på inträde och utgång av olika joner och ämnen i neuronets membran.

Således orsakar denna in- och utgång förhållandena och den elektriska laddningen som cellen normalt måste variera, vilket initierar en process som kommer att kulminera i meddelandet. Ett av stegen som möjliggör denna informationsöverföringsprocess är depolarisering. Denna avpolarisering är det första steget i genereringen av en handlingspotential, det vill säga utsläpp av ett meddelande.

För att förstå depolarisering är det nödvändigt att ta hänsyn till nervcellernas tillstånd under tidigare omständigheter, det vill säga när neuronet är i vilotillstånd. Det är i denna fas när händelsemekanismen börjar som kommer att sluta i utseendet på en elektrisk impuls som kommer att färdas genom nervcellen tills nå sitt mål, områdena intill ett synaptiskt utrymme, för att sluta generera eller inte någon annan nervimpuls i en annan neuron genom en annan avpolarisering.

När neuronen inte agerar: vilotillstånd

Den mänskliga hjärnan arbetar stadigt under hela sitt liv. Även under sömnen slutar inte hjärnaktivitetenHelt enkelt minskar aktiviteten hos vissa hjärnplatser kraftigt. Neuroner avger emellertid inte alltid bioelektriska pulser, men är i vilotillstånd som slutar förändras för att generera ett meddelande.

Under normala omständigheter, i vilotillstånd har neuronmembranet en specifik elektrisk laddning på -70 mV, på grund av närvaron av negativt laddade anjoner eller joner inuti den, förutom kalium (även om detta har en positiv laddning). I alla fall, utsidan har en mer positiv laddning på grund av den större närvaron av natrium, positivt laddat, tillsammans med negativt laddat klor. Detta tillstånd upprätthålls på grund av membranets permeabilitet, som i vila bara är lätt att genomträngas av kalium.

Även om det är genom diffusionskraften (eller en vätskans tendens att jämnt fördela dess koncentration) och genom trycket elektrostatisk eller attraktion mellan jonerna med motsatt laddning bör den inre och yttre miljön vara lika, nämnda permeabilitet gör det svårt i stor åtgärd, inträdet av positiva joner är mycket gradvis och begränsat.

Vad mer, neuroner har en mekanism som förhindrar att den elektrokemiska balansen förändras, den så kallade natriumkaliumpumpen, som regelbundet driver ut tre natriumjoner från insidan för att släppa in två kalium från utsidan. På detta sätt utvisas mer positiva joner än vad som kan komma in, vilket håller den interna elektriska laddningen stabil.

Dessa omständigheter kommer dock att förändras när information överförs till andra nervceller, en förändring som, som nämnts, börjar med fenomenet som kallas depolarisering.

Avpolarisering

Avpolarisering är den del av processen som initierar åtgärdspotentialen. Med andra ord är det den del av processen som får en elektrisk signal att släppas, den som kommer att sluta resa genom neuronen för att orsaka överföring av information genom systemet mycket spänd. I själva verket, om vi skulle reducera all mental aktivitet till en enda händelse, skulle depolarisering vara en bra kandidat. att inta den positionen, eftersom utan den finns det ingen neural aktivitet och därför skulle vi inte ens kunna följa med livstid.

Själva fenomenet som detta begrepp hänvisar till är plötslig stor ökning av elektrisk laddning i neuronmembranet. Denna ökning beror på det konstanta antalet natriumjoner, positivt laddade, inuti neuronets membran. Från det ögonblick då denna avpolarisationsfas inträffar är det som följer en kedjereaktion tack vare vilken en elektrisk impuls verkar det reser genom neuronen och reser till ett område långt ifrån var det startades, speglar dess effekt på en nervterminal bredvid ett synaptiskt utrymme och är släcks.

Rollen av natrium- och kaliumpumpar

Processen börjar i neuronaxon, område där den ligger ett stort antal spänningskänsliga natriumreceptorer. Även om de normalt är stängda, i vilotillstånd, om det finns en elektrisk stimulering som överskrider en viss excitationsgräns (när man går från -70mV till mellan -65mV och -40mV) går dessa receptorer till öppna.

Eftersom membranets insida är mycket negativ, kommer de positiva natriumjonerna attraheras mycket på grund av det elektrostatiska trycket och kommer in i stor mängd. Genast, natrium / kaliumpumpen är inaktiv så inga positiva joner avlägsnas.

Med tiden, när det inre av cellen blir mer och mer positivt, öppnas andra kanaler, den här gången för kalium, som också har en positiv laddning. På grund av avstötningen mellan elektriska laddningar av samma tecken slutar kaliumet att gå utåt. På detta sätt bromsas ökningen av positiv laddning, tills de når maximalt + 40 mV inuti cellen.

Vid denna tidpunkt slutar de kanaler som startade denna process, natriumkanalerna, och slutar depolarisationen. Dessutom kommer de under en tid att förbli inaktiva och undvika ytterligare depolariseringar. Förändringen i polaritet som produceras kommer att röra sig längs axonen i form av en handlingspotential, för att överföra informationen till nästa neuron.

Och då?

Avpolarisering slutar i det ögonblick då natriumjoner slutar tränga in och slutligen kanalerna för detta element stängs. Kaliumkanalerna som öppnades på grund av den inkommande positiva laddningens förflyttning förblir emellertid öppna och driver kontinuerligt ut kalium.

Således kommer det med tiden att återgå till det ursprungliga tillståndet, med en repolarisering och till och med en punkt som kallas hyperpolarisering kommer att uppnås i vilken på grund av den kontinuerliga natriumutmatningen kommer belastningen att vara mindre än vilotillståndet, vilket kommer att orsaka stängning av kaliumkanalerna och reaktivering av natrium / kaliumpumpen. När detta är gjort är membranet redo att starta hela processen igen.

Det är ett system för omjustering som gör det möjligt att återvända till den ursprungliga situationen trots de förändringar som neuronen (och dess yttre miljö) upplever under depolarisationsprocessen. Å andra sidan sker allt detta mycket snabbt för att svara på behovet av nervsystemet att fungera.

Bibliografiska referenser:

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

• Gómez, M. (2012). Psykobiologi. CEDE PIR-förberedelsemanual.12. CEDE: Madrid.

• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Fördraget om medicinsk fysiologi. 12: e upplagan. McGraw Hill.

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