Čo je to neuronálna depolarizácia a ako funguje?

Fungovanie nášho nervového systému, v ktorom je mozog zahrnutý, je založené na prenose informácií. Tento prenos je elektrochemický a závisí od generovania elektrických impulzov známych ako akčné potenciály, ktoré sú prenášané neurónmi pri plnej rýchlosti. Generovanie pulzov je založené na vstupe a výstupe rôznych iónov a látok v membráne neurónu.

Tento vstup a výstup teda spôsobuje, že podmienky a elektrický náboj, ktoré musí bunka normálne meniť, iniciujú proces, ktorý bude kulminovať emisiou správy. Jedným z krokov, ktoré tento proces prenosu informácií umožňuje, je depolarizácia. Táto depolarizácia je prvým krokom vo vytváraní akčného potenciálu, to znamená, že ide o emisiu správy.

Aby bolo možné pochopiť depolarizáciu, je potrebné vziať do úvahy stav neurónov za okolností pred týmto, to znamená, keď je neurón v pokojovom stave. Je to v tejto fáze, keď mechanizmus udalostí začína, že skončí vo vzhľade elektrického impulzu, ktorý bude putovať nervovou bunkou, až kým nedosiahne svoj cieľ, oblasti susediace so synaptickým priestorom, aby skončil generovaním alebo iným nervovým impulzom v inom neuróne. prostredníctvom ďalšej depolarizácie.

Keď neurón nekoná: pokojový stav

Ľudský mozog funguje nepretržite po celý život. Dokonca aj počas spánku sa aktivita mozgu nezastaví, jednoducho sa zníži aktivita určitých miest mozgu. Neuróny však nie vždy emitujú bioelektrické impulzy, ale sú v stave pokoja, ktorý končí zmenou generovania správy.

Za normálnych okolností, v pokojovom stave má membrána neurónov špecifický elektrický náboj -70 mV, v dôsledku prítomnosti aniónov alebo záporne nabitých iónov vo vnútri, okrem draslíka (hoci to má pozitívny náboj). však, exteriér má pozitívnejší náboj v dôsledku väčšej prítomnosti sodíka, kladne nabitý, spolu so záporným nábojom chlóru. Tento stav je zachovaný vďaka priepustnosti membrány, ktorá je v pokoji ľahko prenosná na draslík.

Hoci difúzna sila (alebo tendencia tekutiny, ktorá sa má rovnomerne rozložiť vyvážením jej koncentrácie) a elektrostatickým tlakom alebo príťažlivosťou medzi opačnými nábojovými iónmi, vnútorné a vonkajšie médium by sa malo vyrovnať, táto priepustnosť ho robí veľmi ťažkým., je to vstup pozitívnych iónov veľmi postupný a obmedzený.

tiež, neuróny majú mechanizmus, ktorý zabraňuje zmene elektrochemickej rovnováhy, takzvanej sodíkovej a draselnej pumpy, ktoré pravidelne vylučujú tri sodíkové ióny z vnútra, aby dovnútra prenikli dve draslíka. Týmto spôsobom sa vylučuje viac pozitívnych iónov, ako by mohli vstúpiť, čím sa udržuje vnútorný elektrický náboj stabilný.

Tieto okolnosti sa však zmenia pri prenose informácií do iných neurónov, čo je zmena, ktorá, ako bolo uvedené, začína fenoménom známym ako depolarizácia..

Depolarizácia

Depolarizácia je súčasťou procesu, ktorý iniciuje potenciál pre činnosť. Inými slovami, je to časť procesu, ktorá spôsobuje uvoľnenie elektrického signálu, ktorý skončí cestou neurónom, aby spôsobil prenos informácií cez nervový systém. Ak by sme museli redukovať všetku duševnú aktivitu na jedinú udalosť, depolarizácia by bola dobrým kandidátom na obsadenie tejto pozície, pretože bez nej neexistuje žiadna neuronálna aktivita, a preto by sme ani neboli schopní udržať sa nažive..

Samotný fenomén, na ktorý sa tento pojem vzťahuje, je náhle veľké zvýšenie elektrického náboja vnútri neurónovej membrány. Toto zvýšenie je spôsobené konštantou kladne nabitých iónov sodíka vo vnútri neurónovej membrány. Od okamihu, keď nastane táto fáza depolarizácie, nasleduje reťazová reakcia, vďaka ktorej sa objavuje elektrický impulz, ktorý prechádza neurónom a putuje do oblasti ďaleko od miesta, kde bol iniciovaný, vyjadruje svoj účinok v nervovom termináli umiestnenom vedľa synaptického priestoru a zomiera.

Úloha sodíkových a draslíkových čerpadiel

Proces začína v axóne neurónov, zóne, v ktorej sa nachádza vysoké množstvo sodíkových receptorov citlivých na napätie. Hoci sú normálne uzavreté, v stave pokoja, ak existuje elektrická stimulácia, ktorá prekračuje určitú prahovú hodnotu excitácie (pri prechode z -70mV na -65mV až -40mV) sa uvedené receptory začínajú otvárať.

Pretože vnútorná strana membrány je veľmi negatívna, pozitívne sodíkové ióny budú veľmi priťahované v dôsledku elektrostatického tlaku, ktorý vstupuje do veľkého množstva. Zároveň, Čerpadlo sodík / draslík je inaktivované, takže nie sú odstránené žiadne pozitívne ióny.

Postupom času, keď sa vnútro bunky stáva čoraz pozitívnejším, otvárajú sa iné kanály, tentoraz draslík, ktorý má tiež pozitívny náboj. Vzhľadom na odpor medzi elektrickými nábojmi rovnakého znamenia, draslík končí von. Týmto spôsobom sa spomaľuje nárast kladných poplatkov, až do dosiahnutia maxima + 40mV vnútri bunky.

V tomto bode kanály, ktoré začali tento proces, sodíkové kanály, skončia uzavretím, takže depolarizácia končí. Okrem toho po určitú dobu zostanú neaktívne a vyhnú sa novým depolarizáciám. Zmena vytvorenej polarity sa bude pohybovať pozdĺž axónu vo forme akčného potenciálu, odovzdať informácie ďalšiemu neurónu.

A potom?

Depolarizácia končí v okamihu, keď sodíkové ióny prestanú vstupovať a nakoniec kanály tohto prvku sú uzavreté. Avšak, draslíkové kanály, ktoré sa otvorili v dôsledku úniku tohto z prichádzajúceho kladného náboja, sú stále otvorené, pričom draslík sa vylučuje konštantným spôsobom..

Časom tak bude návrat do pôvodného stavu, repolarizácia a dokonca dosiahne bod známy ako hyperpolarizácia v ktorom, v dôsledku kontinuálneho sodíkového výstupu, bude zaťaženie nižšie ako zaťaženie v pokojovom stave, čo povedie k uzavretiu draslíkových kanálov a reaktivácii čerpadla sodíka / draslíka. Akonáhle sa tak stane, membrána bude pripravená začať celý proces.

Je to systém úpravy, ktorý vám umožňuje vrátiť sa do počiatočnej situácie aj napriek zmenám, ktoré neurón (a jeho vonkajšie prostredie) zaznamenal počas procesu depolarizácie. Na druhej strane, toto všetko sa deje veľmi rýchlo, aby bolo možné reagovať na potrebu fungovania nervového systému.

Bibliografické odkazy:

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

• Gómez, M. (2012). Psychobiologie. Príručka na prípravu CEDE PIR.12. CEDE: Madrid.

• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Zmluva o lekárskej fyziológii. 12. vydanie. McGraw Hill.

• Kandel, E.R. Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Princípy neurovedy. Madrid. McGraw Hill.