Що таке деполяризація нейронів і як вона працює?

March 30, 2024

Функціонування нашої нервової системи, в яку входить мозок, базується на передачі інформації , Ця передача є електрохімічною і залежить від генерації електричних імпульсів, відомих як потенціали дії, які передаються через нейрони на повній швидкості. Покоління імпульсів ґрунтується на входженні та виході різних іонів та речовин всередині мембрани нейрона.

Таким чином, цей ввід і вихід викликає умови та електричний заряд, який, як правило, має змінюватися клітині, ініціюючи процес, який завершиться випуском повідомлення. Одним із кроків, який дозволяє цей процес передачі інформації, є деполяризація , Ця деполяризація є першим кроком у створенні потенціалу дії, тобто емісії повідомлення.

Для того, щоб зрозуміти деполяризацію, слід враховувати стан нейронів в умовах до цього, тобто коли нейрон знаходиться в стані спокою. Саме на цьому етапі, коли починається механізм подій, він закінчиться появою електричного імпульсу, який буде рухати нервову клітину до досягнення мети призначення, районів, що прилягають до синаптичного простору, в кінцевому підсумку утворюючи чи ні інший нервовий імпульс в іншому нейроні іншою деполяризацією.

Коли нейрон не діє: стан спокою

Мозок людини постійно функціонує протягом усього життя. Навіть під час сну активність мозку не зупиняється , просто активність деяких місць мозку значно зменшується. Однак нейрони не завжди випромінюють біоелектричні імпульси, але знаходяться в стані спокою, що закінчується зміною для створення повідомлення.

За звичайних обставин в стані спокою мембрана нейронів має певний електричний заряд -70 мВ , через присутність аніонів або негативно заряджених іонів всередині нього, крім калію (хоча це і має позитивний заряд). Однак зовнішній вигляд має більш позитивний заряд через більшу присутність натрію , позитивно заряджений, разом з негативним зарядом хлору. Цей стан підтримується через проникність мембрани, яка в стані спокою легко переноситься на калій.

Хоча за рахунок дифузійної сили (або тенденції рівномірного розподілу рідини шляхом збалансування його концентрації) та електростатичного тиску або притягання між іонами протилежного заряду необхідно вирівняти внутрішнє та зовнішнє середовище, ця проникність ускладнює, вхід позитивних іонів дуже поступовий та обмежений .

Крім того, у нейронів є механізм, який перешкоджає зміні електрохімічного балансу, так званий натрій і калійний насос , який регулярно виділяє три іони натрію зсередини, щоб відпустити у калій ззовні. Таким чином, більш позитивні іони викидаються, ніж можна ввести, зберігаючи внутрішній електричний заряд стабільним.

Однак ці обставини зміняться при передачі інформації іншим нейронам, зміна, яка, як згадувалося, починається з явища, відоме як деполяризація.

Деполяризація

Деполяризація є частиною процесу, який ініціює потенціал для дій , Іншими словами, це частина процесу, який викликає випуск електричного сигналу, який, в кінцевому підсумку, проходить через нейрон, щоб викликати передачу інформації нервовою системою. Насправді, якщо нам довелося зменшити всю психічну активність до однієї події, деполяризація буде хорошим кандидатом для заповнення цієї позиції, оскільки без цього не існує нейронної активності, і тому ми навіть не зможемо залишитися в живих.

Саме явище, на яке посилається це поняття, є раптове велике збільшення електричного заряду всередині нейронної мембрани , Це збільшення обумовлено константою позитивно заряджених іонів натрію всередині нейронної мембрани. З моменту, коли відбувається ця стадія деполяризації, наслідком є ланцюгова реакція, завдяки якій з'являється електричний імпульс, який проходить через нейрон і проходить до області далеко від того місця, де вона була започаткована, виражає свій ефект в нервовому терміналі, розташованому поруч з синаптичним простором, і він вимирає.

Роль натрієвих і калієвих насосів

Процес починається з аксона нейронів, області, в якій вона знаходиться висока кількість рецепторів натрію, чутливих до напруги , Хоча зазвичай вони закриті, в стані спокою, якщо є електрична стимуляція, яка перевищує певний поріг збудження (при переході від -70mV до -65mV і -40mV) згадані рецептори починають відкриватися.

Оскільки внутрішня частина мембрани дуже негативна, позитивні іони натрію будуть дуже притягнуті через електростатичний тиск, що надходить у велику кількість. У той же час насос натрію / калію інактивований, тому позитивні іони не видаляються .

З часом, коли інтер'єр клітини стає все більш позитивним, відкриваються інші канали, це час калію, який також має позитивний заряд. Через відштовхування між електричними зарядами того ж знаку, калій закінчується виходом назовні. Таким чином, збільшення позитивного заряду уповільнюється, поки не досягне максимум + 40 мВ всередині комірки .

На цьому етапі канали, які ініціювали цей процес, натрієві, в кінцевому підсумку закінчуються, з якими закінчується деполяризація. Крім того, на деякий час вони залишаться неактивними, уникаючи нових деполяризацій. Зміна полярності, що виробляється, буде рухатися уздовж аксона, у вигляді потенціалу дії , щоб передавати інформацію наступному нейрону.

А після?

Деполяризація він закінчується в момент, коли іони натрію припиняють вводити і, нарешті, канали цього елемента закриті , Проте калійні канали, що відкрилися через витік позитивного вхідного заряду, залишаються відкритими, постійно викидаючи калій.

Таким чином, з часом це призведе до повернення до первісного стану, з реполяризацією, і навіть це досягне точки, відомі як гіперполяризація внаслідок неперервного виходу натрію навантаження буде нижчим від стану спокою, що призведе до закриття калієвих каналів та реактивації натрієво-калієвого насоса. Після цього мембрана буде готова знову розпочати весь процес.

Це система реконструкції, яка дозволяє повернутись до початкової ситуації, незважаючи на зміни, що спостерігаються нейроном (та його зовнішнім середовищем) під час процесу деполяризації. З іншого боку, все це відбувається дуже швидко, щоб відповісти на необхідність функціонування нервової системи.