Что такое деполяризация нейронов и как она работает?

April 27, 2024

Функционирование нашей нервной системы, в которую входит мозг, основано на передаче информации. , Эта передача является электрохимической и зависит от генерации электрических импульсов, известных как потенциалы действия, которые передаются через нейроны на полной скорости. Генерация импульсов основана на входе и выходе различных ионов и веществ в мембране нейрона.

Таким образом, этот ввод и вывод вызывает условия и электрический заряд, которые ячейка обычно должна изменять, инициируя процесс, который завершится выдачей сообщения. Одним из шагов, который позволяет этот процесс передачи информации, является деполяризация. , Эта деполяризация является первым шагом в генерации потенциала действия, то есть передачи сообщения.

Чтобы понять деполяризацию, необходимо учитывать состояние нейронов в обстоятельствах, предшествующих этому, то есть, когда нейрон находится в состоянии покоя. Именно в этой фазе, когда начинается механизм событий, он заканчивается появлением электрического импульса, который будет перемещаться по нервной клетке, пока не достигнет своего пункта назначения, областей, прилегающих к синаптическому пространству, чтобы в конечном итоге генерировать или не генерировать другой нервный импульс в другом нейроне. другой деполяризацией.

Когда нейрон не действует: состояние покоя

Человеческий мозг постоянно функционирует на протяжении всей своей жизни. Даже во время сна активность мозга не прекращается Просто активность определенных участков мозга значительно снижается. Тем не менее, нейроны не всегда излучают биоэлектрические импульсы, но находятся в состоянии покоя, который в конечном итоге изменяется, генерируя сообщение.

При нормальных обстоятельствах, в состоянии покоя мембрана нейронов имеет удельный электрический заряд -70 мВ , из-за присутствия анионов или отрицательно заряженных ионов внутри него, в дополнение к калию (хотя это имеет положительный заряд). Тем не менее, внешняя сторона имеет более положительный заряд из-за большего количества натрия , положительно заряженный, вместе с отрицательным зарядом хлора. Это состояние поддерживается за счет проницаемости мембраны, которая в состоянии покоя легко переносится на калий.

Хотя из-за диффузионной силы (или тенденции жидкости равномерно распределяться путем уравновешивания ее концентрации) и из-за электростатического давления или притяжения между ионами противоположного заряда внутренняя и внешняя среда должны быть выровнены, эта проницаемость делает это очень трудным, будучи входом положительных ионов очень постепенным и ограниченным .

Кроме того, нейроны имеют механизм, предотвращающий изменение электрохимического баланса, так называемый натриево-калиевый насос , который регулярно выталкивает три иона натрия изнутри, чтобы впустить два калия снаружи. Таким образом, больше положительных ионов выбрасывается, чем может проникнуть, сохраняя внутренний электрический заряд стабильным.

Однако эти обстоятельства изменятся при передаче информации другим нейронам, и это изменение, как уже упоминалось, начинается с явления, известного как деполяризация.

Деполяризация

Деполяризация является частью процесса, который инициирует потенциал для действий , Другими словами, это часть процесса, которая вызывает высвобождение электрического сигнала, который в конечном итоге проходит через нейрон, вызывая передачу информации нервной системой. На самом деле, если бы нам пришлось свести всю умственную активность к одному событию, деполяризация была бы хорошим кандидатом для заполнения этой позиции, поскольку без нее не было бы активности нейронов, и поэтому мы бы даже не смогли остаться в живых.

Сам феномен, к которому относится это понятие, внезапное большое увеличение электрического заряда внутри нейрональной мембраны , Это увеличение обусловлено константой положительно заряженных ионов натрия внутри мембраны нейрона. С того момента, когда происходит эта фаза деполяризации, следует цепная реакция, благодаря которой появляется электрический импульс, который проходит через нейрон и движется к области, далекой от того, где он был инициирован, выражая свой эффект в нервном окончании, расположенном рядом с синаптическим пространством, и он вымирает.

Роль натриевых и калиевых насосов

Процесс начинается в аксоне нейронов, области, в которой он расположен большое количество натриевых рецепторов, чувствительных к напряжению , Хотя обычно они закрыты, в состоянии покоя, если есть электрическая стимуляция, которая превышает определенный порог возбуждения (при переходе от -70 мВ до -65 мВ -40 мВ), указанные рецепторы начинают открываться.

Поскольку внутренняя часть мембраны очень отрицательная, положительные ионы натрия будут очень притягиваться из-за электростатического давления, поступающего в большом количестве. В то же время натриево-калиевый насос инактивирован, поэтому положительные ионы не удаляются .

Со временем, когда внутренняя часть клетки становится все более положительной, открываются другие каналы, на этот раз калия, который также имеет положительный заряд. Из-за отталкивания между электрическими зарядами одного и того же знака, калий в конечном итоге выходит наружу. Таким образом, увеличение положительного заряда замедляется, до достижения максимум + 40 мВ внутри ячейки .

В этот момент каналы, которые инициировали этот процесс, натриевые, в конечном итоге закрываются, чем заканчивается деполяризация. Кроме того, какое-то время они будут оставаться неактивными, избегая новых деполяризаций. Произведенное изменение полярности будет двигаться вдоль аксона в виде потенциала действия , чтобы передать информацию в следующий нейрон.

А после?

Деполяризация оно заканчивается в тот момент, когда ионы натрия перестают поступать и, наконец, каналы этого элемента закрываются , Однако калиевые каналы, которые открылись из-за выхода положительного входящего заряда, остаются открытыми, постоянно вытесняя калий.

Таким образом, со временем он произведет возврат в исходное состояние, имея реполяризацию и даже оно достигнет точки, известной как гиперполяризация в этом случае из-за непрерывного выхода натрия нагрузка будет ниже, чем состояние покоя, что приведет к закрытию калиевых каналов и реактивации натриево-калиевого насоса. Как только это будет сделано, мембрана будет готова начать весь процесс заново.

Это система перенастройки, которая позволяет вам вернуться к исходной ситуации, несмотря на изменения, происходящие с нейроном (и его внешней средой) в процессе деполяризации. С другой стороны, все это происходит очень быстро, чтобы удовлетворить потребность в функционировании нервной системы.