Что такое деполяризация нейронов и как она работает?

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 вход и выход вызывают условия и электрический заряд, которые ячейка обычно должна менять, инициируя процесс, который завершится передачей 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 до тех пор, пока не достигнет своего пункта назначения, областей, примыкающих к синаптическому пространству, чтобы в конечном итоге генерировать или не генерировать другой нервный импульс в другом нейроне. через другую деполяризацию.

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, чтобы генерировать 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). однако, внешняя сторона имеет более положительный заряд из-за большего присутствия натрия, положительно заряженный, вместе с отрицательно заряженным хлором. 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 противоположными ионами заряда внутренняя и внешняя среда должны быть выровнены, эта проницаемость делает это очень трудным, будучи входом положительных ионов очень постепенным и ограниченным.

также, 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 через нервную систему. На самом деле, если бы нам пришлось свести всю умственную активность к одному событию, деполяризация была бы хорошим кандидатом на эту должность, поскольку без нее не было бы нейронной активности, и поэтому мы бы даже не смогли поддерживать себя.

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 распространяется в область, далекую от того, где он был инициирован, выражает свое влияние в нервном окончании, расположенном рядом с синаптическим пространством, и он умирает.

Роль натриевых и калиевых насосов

Процесс начинается в аксоне нейронов, зоне, 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-калиевая помпа инактивирована, 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.

На этом этапе каналы, которые начали этот процесс, натриевые каналы заканчивают закрываться, так что деполяризация заканчивается. Кроме того, какое-то время они будут оставаться неактивными, избегая новых деполяризаций. Произведенное изменение полярности будет двигаться вдоль аксона в виде потенциала действия, передать информацию следующему нейрону.

И 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 этого из входящего положительного заряда, все еще открыты, изгоняя калий постоянным образом..

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

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..

Библиографические ссылки:

• Гил Р. (2002). Нейропсихология. Барселона, Массон.

• Гомес, М. (2012). Психобиология. CEDE Подготовка руководства PIR.12. СЕДЕ: Мадрид.

• Guyton, C.A. & Холл, J.E. (2012) Договор медицинской физиологии. 12-е издание. McGraw Hill.

• Кандел Е.Р .; Шварц, J.H. И Джесселл, Т.М. (2001). Принципы нейронауки. Мадрид. McGraw Hill.