Що таке деполяризація нейронів і як вона працює?

Функціонування нашої нервової системи, в яку включений мозок, ґрунтується на передачі інформації. Ця передача є електрохімічною і залежить від генерації електричних імпульсів, відомих як потенціали дії, які передаються через нейрони на повній швидкості. Генерація імпульсів заснована на вході і виході різних іонів і речовин в мембрані нейрона.

Таким чином, цей вхід і вихід викликають умови і електричний заряд, які клітина зазвичай має змінюватися, ініціюючи процес, який завершиться викидом повідомлення.. Одним із кроків, що дозволяє цей процес передачі інформації, є деполяризація. Ця деполяризація є першим кроком у формуванні потенціалу дії, тобто емісії повідомлення.

Для того, щоб зрозуміти деполяризацію, необхідно враховувати стан нейронів в обставинах, що передують цьому, тобто коли нейрон знаходиться в стані спокою. Саме в цій фазі, коли починається механізм подій, він закінчується появою електричного імпульсу, який переміщатиме нервову клітину до досягнення свого призначення, ділянки, що прилягають до синаптичного простору, в кінцевому підсумку генерує чи ні інший імпульс нерва в іншому нейроні. через іншу деполяризацію.

Коли нейрон не діє: стан спокою

Людський мозок постійно функціонує протягом усього життя. Навіть під час сну, діяльність мозку не припиняється, просто активність певних місць мозку значно зменшується. Однак нейрони не завжди випромінюють біоелектричні імпульси, але знаходяться в стані спокою, що закінчується зміною для створення повідомлення.

За нормальних обставин, в стані спокою мембрана нейронів має специфічний електричний заряд -70 мВ, внаслідок наявності в ньому аніонів або негативно заряджених іонів, крім калію (хоча це і має позитивний заряд). Однак,, зовнішність має більш позитивний заряд через більшу присутність натрію, позитивно заряджений разом з негативним зарядом хлору. Цей стан підтримується за рахунок проникності мембрани, яка в спокої легко переноситься на калій.

Хоча дифузною силою (або тенденцією рівномірно розподіляти рідину шляхом балансування її концентрації) і електростатичним тиском або притяганням між протилежними іонами заряду, внутрішнє і зовнішнє середовище повинні бути вирівняні, ця проникність робить його дуже важким, бути входом позитивних іонів дуже поступовим і обмеженим.

Також,, У нейронів є механізм, який запобігає зміні електрохімічного балансу, так званого натрієвого і калієвого насоса, що регулярно витісняє з внутрішньої сторони три іони натрію, щоб випускати два калію ззовні. Таким чином, вивільняються більше позитивних іонів, ніж можна ввести, зберігаючи внутрішній електричний заряд стабільним.

Однак ці обставини змінюються при передачі інформації іншим нейронам, зміні, що, як уже згадувалося, починається з явища, відомого як деполяризація..

Деполяризація

Деполяризація є частиною процесу, який ініціює потенціал для дій. Іншими словами, це частина процесу, яка викликає вивільнення електричного сигналу, який в кінцевому підсумку подорожуватиме через нейрон, щоб викликати передачу інформації через нервову систему. Фактично, якщо ми повинні були знизити всю розумову діяльність до однієї події, деполяризація була б хорошим кандидатом для заповнення цієї позиції, оскільки без неї немає ніякої нейрональної активності і тому ми б навіть не змогли зберегти себе живими..

Саме явище, на яке посилається це поняття раптове велике збільшення електричного заряду всередині нейрональної мембрани. Це збільшення пояснюється константою позитивно заряджених іонів натрію всередині нейронної мембрани. З того моменту, коли відбувається ця фаза деполяризації, виникає ланцюгова реакція, завдяки якій з'являється електричний імпульс, який проходить через нейрон і подорожує в область, далеко від того, де вона була ініційована, виражає свою дію в нервовому терміналі, розташованому поруч із синаптичним простором, і воно гине.

Роль натрієвих і калієвих насосів

Процес починається в аксоні нейронів, зоні, в якій він розташований велика кількість рецепторів натрію, чутливих до напруги. Хоча зазвичай вони закриті, у стані спокою, якщо існує електрична стимуляція, що перевищує певний поріг збудження (при переході від -70мВ до між -65мВ і -40мВ), згадані рецептори починають відкриватися..

Оскільки внутрішня частина мембрани дуже негативна, позитивні іони натрію будуть дуже притягуватися за рахунок електростатичного тиску, що надходить у великій кількості. Одночасно, насос натрій / калій інактивується, тому позитивні іони не видаляються.

З часом, як всередині клітини стає все більш позитивним, відкриваються інші канали, в цей час калію, який також має позитивний заряд. Через відштовхування між електричними зарядами того ж знаку, калій закінчується зовні. Таким чином, зростання позитивного заряду сповільнюється, до досягнення максимуму + 40мВ всередині комірки.

На цьому етапі канали, які почали цей процес, натрієві канали, в кінцевому підсумку закриваються, тому деполяризація закінчується. Крім того, на деякий час вони залишаться неактивними, уникаючи нових деполяризацій. Зміна отриманої полярності відбуватиметься вздовж аксона у вигляді потенціалу дії, для передачі інформації до наступного нейрона.

І після?

Деполяризація воно закінчується в момент, коли іони натрію перестають надходити і, нарешті, канали цього елемента закриваються. Однак калієві канали, що відкриваються внаслідок втечі цього з вхідного позитивного заряду, залишаються відкритими, витісняючи калій постійним способом..

Таким чином, з часом вона призведе до повернення до вихідного стану, що має реполяризацію і навіть вона досягне точки, відомої як гіперполяризація в яких, завдяки безперервному виходу натрію, навантаження буде нижче, ніж у стані спокою, що призведе до закриття калієвих каналів і відновлення натрієво-калієвого насоса. Як тільки це буде зроблено, мембрана буде готова знову розпочати весь процес.

Це система санації, яка дозволяє повернутися до початкової ситуації, незважаючи на зміни, які переживає нейрон (і його зовнішнє середовище) під час процесу деполяризації. З іншого боку, все це відбувається дуже швидко, щоб відповісти на необхідність функціонування нервової системи.

Бібліографічні посилання:

• Gil, R. (2002). Нейропсихологія Барселона, Массон.

• Gómez, M. (2012). Психобіологія Посібник з підготовки CEDE PIR.12. CEDE: Мадрид.

• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Договір медичної фізіології. 12-е видання. McGraw Hill.

• Kandel, E.R.; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Принципи неврології. Мадрид McGraw Hill.