Mis on neuronaalne depolarisatsioon ja kuidas see toimib?

Märts 29, 2024

Meie närvisüsteemi toimimine, milles aju on kaasatud, põhineb teabe edastamisel . See ülekanne on elektrokeemiline ja sõltub elektriliste impulsside tekitamisest, mida nimetatakse tegevuspotentsiaaliks ja mis edastatakse neuronite kaudu täiskiirusel. Pulsside genereerimine põhineb erinevate ioonide ja ainete sisenemisel ja väljumisel neuroni membraanis.

Seega põhjustab see sisend ja väljund tingimused ja elektrienergia laeng, mida rakk tavaliselt peab varieerima, algatades protsessi, mis lõpeb sõnumi väljastamisega. Üks sammudest, mida see teabe edastamise protsess võimaldab, on depolarisatsioon . Selline depolarisatsioon on esimene samm tegevuse potentsiaali genereerimisel, st sõnumi emissioonist.

Depolariseerimise mõistmiseks tuleb neuronite seisundit arvesse võtta enne seda, st kui neuron on puhkeasendis. Selles faasis algab sündmuste mehhanism, mis lõpeb elektrilise impulsi väljanägemisega, mis suunab närvirakku kuni sihtkohta jõudmiseni - sünaptilise ruumi kõrval olevad piirkonnad, et tekitada teises neuronis teise närvisimpulssi või mitte teise depolariseerimisega.

Kui neuron ei tegutse: puhkeolek

Inim aju töötab kogu oma elu jooksul pidevalt. Isegi une ajal ajutegevus ei peatu , lihtsalt teatud ajupiirkondade tegevus on oluliselt vähenenud. Kuid neuronid ei pruugi alati bioelektrilisi impulsse emitavaks, vaid on puhkeasendis, mis lõpeb sõnumi genereerimisega.

Tavalistes tingimustes puhkeasendis on neuronite membraanil eriline elektrivoolu -70 mV , kuna selles sisalduvad anioonid või negatiivselt laetud ioonid lisaks kaaliumi (kuigi see on positiivne). Kuid naatriumi suurema sisalduse tõttu on välisilme positiivsemaks , positiivselt laetud, koos negatiivse laenguga kloor. See seisund säilib membraani läbilaskvuse tõttu, mis rahulikus seisundis on kergesti ülekantav kaaliumi.

Ehkki difusioonjõud (või selle kontsentratsiooni tasakaalustamiseks ühtlase jaotuse suundumus) või elektrostaatilise rõhu või ligikaudse vastupidavuse vahel olevate ioonide vahelise jõu (või kalduvus tasakaalustada selle kontsentratsiooni) tuleb võrdsustada sisemine ja välimine keskkond, see läbilaskvus muudab selle väga raskeks, olles positiivsete ioonide sissepääs väga järk-järgult ja piiratud .

Samuti neuronitel on mehhanism, mis takistab elektrokeemilise tasakaalu muutumist, nn naatrium- ja kaaliumipumpa , mis korrapäraselt väljastab seest välja kolm naatriumioone, lasta kauem kaaliumi väljastpoolt. Sel viisil väljastatakse rohkem positiivseid ioone kui see siseneks, hoides sisemise elektrikulu stabiilsena.

Kuid need asjaolud muutuvad teabe edastamisel teistele neuronitele, muutus, mis, nagu mainitud, algab fenomeniga, mida nimetatakse depolarisatsiooniks.

Depolarisatsioon

Depolarisatsioon on protsessi osa, mis algatab tegevuse potentsiaali . Teisisõnu on see protsessi osa, mis põhjustab elektrilise signaali vabastamist, mis lõpuks reisib läbi neuroni, et põhjustada närvisüsteemi teabe edastamist. Kui oleksime pidanud kogu vaimset tegevust vähendama ühe sündmusega, oleks selle positsiooni täitmiseks hea positsioon depolariseerimine, sest ilma selleta pole neuronaalset aktiivsust ja seega me ei suutnud isegi elada.

Nimetatud nähtus, millele see mõiste viitab, on elektrilöögi järsk suur suurenemine neuronaalse membraani sees . See tõus on tingitud positiivselt laetud naatriumioonide konstantsest neuronmembraanist. Alates hetkest, mil see depolariseerumise faas toimub, on järgnev ahelreaktsioon, mille tagajärjel ilmneb elektriline impulss, mis liigub läbi neuroni ja liigub selle suunas, kus see on alanud, avaldab mõju sünaptilise ruumi kõrval olevas närviterminalis ja see sureb välja.

Naatrium- ja kaaliumipumpade roll

Protsess algab neuronite aksonist, alast, kus see paikneb suur hulk naatriumiretseptoreid, mis on pinge suhtes tundlikud . Ehkki tavaliselt on need suletud, puhkeasendis, kui on olemas elektriline stimulatsioon, mis ületab teatavat ergutamiskiirust (alates -70mV-st kuni -65mV ja -40mV-ni), hakkavad retseptorid avama.

Kuna membraani sisemus on väga negatiivne, on positiivsed naatriumioonid elektromagnetilise rõhu tõttu suurel hulgal sissetulevad. Samal ajal naatrium / kaaliumipump on inaktiveeritud, nii et positiivseid ioone ei eemaldata .

Aja jooksul, kui rakkude sisemine muutub üha positiivsemaks, avanevad teised kanalid, see kaaliumi aeg, millel on ka positiivne laeng. Sama märgi elektrilaengute vahelise tõrjumise tõttu sattub kaaliumi väljastpoolt. Sel viisil aeglustub positiivse laengu kasv, kuni saavutatakse maksimaalselt + 40mV raku sees .

Selles etapis lõpevad selle protsessi käivitanud kanalid, naatriumid, sulgemisega, mille depolariseerimine lõpeb. Lisaks jäävad nad mõnda aega aktiivseteks, vältides uusi depolariseerimisi. Saadud polaarsuse muutus liigub aksonil tegevuspotentsiaali kujul , edastada teavet järgmisele neuronile.

Ja pärast?

Depolarisatsioon see lõpeb hetkest, mil naatriumioonid lõpetavad sisenemise ja lõpuks selle elemendi kanalid suletakse . Kuid kaaliumikanalid, mis avanesid positiivse sissetuleva laengu vältimise tõttu, jäävad lahtiseks, kõrvaldades kaaliumi pidevalt.

Seega aja jooksul annab see tagasi algsele riigile, repolarisatsiooni ja isegi jõuab see punktini, mida nimetatakse hüperpolarisatsiooniks kuna naatriumivoo pidev tase on koormus madalam puhkeasendist, mis põhjustab kaaliumikanalite sulgemist ja naatriumi- ja kaaliumipumba taasaktiveerimist. Kui see on tehtud, on membraan valmis kogu protsessi uuesti alustama.

See on korrigeerimise süsteem, mis võimaldab teil naasta algsele olukorrale vaatamata neuroni (ja selle väliskeskkonna) muutustele depolariseerimise käigus. Teisest küljest toimub see kõik väga kiiresti, et vastata närvisüsteemi toimimise vajadusele.