Какво представлява деполяризация на неврони и как действа?

Март 29, 2024

Функционирането на нашата нервна система, в която е включен мозъкът, се основава на предаването на информация , Това предаване е електрохимично и зависи от генерирането на електрически импулси, известни като потенциали за действие, които се предават през невроните при пълна скорост. Генерирането на импулси се основава на влизането и излизането на различни йони и вещества в мембраната на неврона.

По този начин тези входове и изходи предизвикват условията и електрическият заряд, които клетката обикновено трябва да променя, като инициира процес, който ще завърши с издаването на съобщението. Една от стъпките, които този процес на предаване на информация позволява, е деполяризация , Това деполяризация е първата стъпка в генерирането на потенциала за действие, т.е. излъчването на съобщение.

За да се разбере деполяризацията, е необходимо да се вземе предвид състоянието на невроните при обстоятелствата преди това, т.е. когато невронът е в покой. Именно в тази фаза, когато механизмът на събитията започва, че ще завърши с появата на електрически импулс, който ще премине през нервната клетка до достигането до нейната крайна цел, областите, съседни на синаптичното пространство, за да се стигне до генерирането на друг нервен импулс в друг неврон от друга деполяризация.

Когато невронът не действа: състояние на покой

Човешкият мозък функционира постоянно през целия си живот. Дори по време на сън мозъчната активност не спира , просто дейността на определени местоположения на мозъка е значително намалена. Невроните обаче не винаги излъчват биоелектрически импулси, но са в състояние на покой, което в крайна сметка се променя, за да генерира съобщение.

При нормални обстоятелства, в състояние на покой мембраната на невроните има специфичен електрически заряд от -70 mV , поради наличието на аниони или отрицателно заредени йони в него, в допълнение към калий (въпреки че това има положителен заряд). Въпреки това, екстериорът има по-положителен заряд поради по-голямото наличие на натрий , положително заредени, заедно с хлор отрицателен заряд. Това състояние се поддържа благодарение на пропускливостта на мембраната, която в покой се пренася лесно на калий.

Въпреки че чрез дифузионната сила (или тенденцията на равномерно разпределение на флуида чрез балансиране на концентрацията му) и чрез електростатичното налягане или привличане между йоните с противоположно зареждане, вътрешната и външната среда трябва да бъдат изравнени, тази пропускливост прави много трудно, като входа на положителните йони е много постепенно и ограничен .

В допълнение, невроните имат механизъм, който предотвратява промяната на електрохимичното равновесие, така наречената натриева и калиева помпа , който редовно изхвърля три натриеви йони отвътре, за да остави два калий отвън. По този начин, повече положителни йони се експлицират, отколкото биха могли да навлязат, поддържайки вътрешния електрически заряд стабилен.

Тези обстоятелства обаче ще се променят при предаване на информация на други неврони - промяна, която, както беше споменато, започва с феномена, известен като деполяризация.

Деполяризацията

Деполяризацията е част от процеса, който инициира потенциала за действие , С други думи, част от процеса причинява освобождаването на електрически сигнал, който в крайна сметка преминава през неврона, за да предизвика предаването на информация от нервната система. Всъщност, ако трябваше да намалим цялата умствена активност до едно събитие, деполяризацията ще бъде добър кандидат за запълване на тази позиция, тъй като без нея няма невронална активност и затова дори няма да можем да останем живи.

Самият феномен, за който се отнася тази концепция, е внезапно голямо увеличение на електрическото зареждане вътре в невронната мембрана , Това увеличение се дължи на константата на положително заредени натриеви йони в невронната мембрана. От момента, в който настъпва тази фаза на деполяризация, се получава верижна реакция, благодарение на която се появява електрически импулс, който се движи през неврона и се придвижва към зона, далеч от мястото, където е започнал, изразява ефекта си в нервен терминал, разположен до синаптично пространство и умира.

Ролята на натриевите и калиевите помпи

Процесът започва в аксона на невроните - област, в която се намира голямо количество натриеви рецептори, чувствителни към напрежението , Въпреки че обикновено са затворени, в състояние на покой, ако има електрическа стимулация, която надвишава определен праг на възбуждане (когато преминава от -70mV до между -65mV и -40mV), споменатите рецептори започват да се отварят.

Тъй като вътрешността на мембраната е много негативна, положителните натриеви йони ще бъдат много привлечени поради електростатичното налягане, влизащо в голямо количество. В същото време, натриевата / калиевата помпа е инактивирана, така че не се отстраняват положителни йони .

С течение на времето, тъй като интериорът на клетката става все по-позитивен, се отварят други канали, този път на калий, който също има положителен заряд. Поради отблъскването на електрически заряди с един и същ знак, калият излиза навън. По този начин увеличаването на положителния заряд се забавя, докато достигне максимално + 40mV в клетката .

В този момент каналите, които инициираха този процес, натриевите, завършват да се затварят, с което завършва деполяризацията. Освен това за известно време те ще останат неактивни, като избягват нови деполяризации. Промяната в получената полярност ще се движи по аксона, под формата на потенциала за действие , за да предаде информацията на следващия неврон.

И след това?

Деполяризацията тя завършва в момента, когато натриевите йони спират да влизат и накрая каналите на този елемент са затворени , Въпреки това, калиевите канали, които се отвориха в резултат на избягването на положителния входящ заряд, остават отворени, като постоянно изхвърлят калий.

По този начин, с течение на времето ще доведе до връщане към първоначалното състояние, имащо реполяризация и дори тя ще достигне точка, известна като хиперполяризация в това, че поради непрекъснатия натриев изход натоварването ще бъде по-ниско от остатъчното състояние, което ще доведе до затваряне на калиевите канали и реактивиране на натриевата / калиевата помпа. След като това стане, мембраната ще бъде готова да започне отново целия процес.

Това е система за пренастройване, която ви позволява да се върнете към първоначалната ситуация, независимо от промените, преживени от неврона (и външната му среда) по време на процеса на деполяризация. От друга страна, всичко това се случва много бързо, за да се отговори на нуждата от функциониране на нервната система.