Wat is neuronale depolarisatie en hoe werkt het?

De werking van ons zenuwstelsel, waarin de hersenen zijn opgenomen, is gebaseerd op de overdracht van informatie. Deze transmissie is elektrochemisch en hangt af van het genereren van elektrische pulsen die bekend staan ​​als actiepotentialen, die op volle snelheid door de neuronen worden overgedragen. Het genereren van pulsen is gebaseerd op het binnengaan en verlaten van verschillende ionen en substanties binnen het membraan van het neuron.

Deze invoer en uitvoer veroorzaakt dus de omstandigheden en de elektrische lading die de cel normaal gesproken moet variëren, waardoor een proces wordt gestart dat zal culmineren in de uitgifte van het bericht. Een van de stappen die dit proces van het verzenden van informatie mogelijk maakt, is depolarisatie. Deze depolarisatie is de eerste stap in het genereren van een actiepotentiaal, dat wil zeggen het uitzenden van een bericht.

Om depolarisatie te begrijpen, is het noodzakelijk om de toestand van neuronen in voorafgaand overwegen om deze omstandigheden, dat wil zeggen, wanneer de neuron in rust. Het is in deze fase het mechanisme van gebeurtenissen die eindigt in de verschijning van een elektrische impuls die de zenuwcel reist totdat het zijn bestemming bereikt begint de gebieden die grenzen aan een synaptische spleet te voltooien genereren of andere zenuwimpuls een ander neuron door een andere depolarisatie.

Wanneer het neuron niet reageert: rusttoestand

Het menselijk brein functioneert constant gedurende zijn hele leven. Zelfs tijdens de slaap stopt de hersenactiviteit niet, gewoon de activiteit van bepaalde hersenlocaties is sterk verminderd. Echter, neuronen zenden niet altijd bio-elektrische pulsen uit, maar bevinden zich in een rusttoestand die uiteindelijk verandert om een ​​bericht te genereren.

Onder normale omstandigheden, in rustende toestand heeft het membraan van de neuronen een specifieke elektrische lading van -70 mV, vanwege de aanwezigheid van anionen of negatief geladen ionen erin, naast kalium (hoewel het een positieve lading heeft). echter, de buitenkant heeft een meer positieve lading vanwege de grotere aanwezigheid van natrium, positief geladen, samen met negatief geladen chloor. Deze toestand wordt gehandhaafd vanwege de permeabiliteit van het membraan, dat in rust gemakkelijk overdraagbaar is naar kalium.

Terwijl de diffusie kracht (of neiging van een fluïdum spreiden evenwicht zijn concentratie) en druk of elektrostatische aantrekking tussen tegengesteld geladen ionen de interne en externe omgeving worden afgestemd, zodat permeabiliteit aanzienlijk belemmert, de toegang van positieve ionen zeer geleidelijk en beperkt zijn.

ook, de neuronen hebben een mechanisme dat verhindert dat de elektrochemische balans verandert, de zogenaamde natrium- en kaliumpomp, die regelmatig drie natriumionen van de binnenkant verdrijft om twee kalium van buiten in te laten. Op deze manier worden meer positieve ionen uitgedreven dan kunnen binnenkomen, waardoor de interne elektrische lading stabiel blijft.

Deze omstandigheden zullen echter veranderen bij het verzenden van informatie naar andere neuronen, een verandering die, zoals vermeld, begint met het fenomeen dat bekend staat als depolarisatie..

De depolarisatie

Depolarisatie is het deel van het proces dat het potentieel voor actie initieert. Anders gezegd, het deel van het proces dat een elektrisch signaal, dat uiteindelijk reizen neuron om de overdracht van gegevens veroorzaakt door het zenuwstelsel wordt vrijgegeven veroorzaakt. In feite, als we alle mentale activiteit te reduceren tot een enkele gebeurtenis, depolarisatie zou een goede kandidaat zijn om deze positie vast te houden, want zonder dat er geen neuronale activiteit en dus in staat om nog in leven te blijven zou zijn.

Het fenomeen zelf waarnaar dit concept verwijst is het plotselinge grote toename van elektrische lading binnen het neuronale membraan. Deze toename wordt veroorzaakt door het voortdurende positief geladen in het membraan van het neuron natriumionen. Vanaf het moment waarop de depolarisatie-fase optreedt, wat volgt is een kettingreactie waardoor wordt een elektrische impuls die door het neuron loopt en reist naar een afgelegen gebied waar is geïnitieerd, plasmaeffect een zenuwuiteinde vlak bij een synaps en dooft.

De rol van natrium- en kaliumpompen

Het proces begint in het axon van de neuronen, een gebied waarin het zich bevindt een hoge hoeveelheid natriumreceptoren die gevoelig zijn voor spanning. Terwijl ze normaal gesloten in een rusttoestand, wanneer een elektrische stimulatie die een bepaalde drempel overschrijdt excitatie (doorgeven van -70mV -65mV en tussen -40mV) presenteert genoemde ontvangers passen opening.

Aangezien de binnenzijde van het membraan zeer negatief is, zullen de positieve natriumionen zeer aangetrokken worden vanwege de elektrostatische druk, die in grote hoeveelheden binnentreedt. Tegelijkertijd, de natrium / kaliumpomp is geïnactiveerd, zodat geen positieve ionen worden geëlimineerd.

In de loop van de tijd, naarmate het inwendige van de cel steeds positiever wordt, worden andere kanalen geopend, dit keer van kalium, dat ook een positieve lading heeft. Vanwege de afstoting tussen elektrische ladingen van hetzelfde teken, komt het kalium naar buiten. Op deze manier wordt de toename van positieve lading vertraagd, tot een maximum van +40mV in de cel.

Op dit punt eindigen de kanalen die dit proces begonnen, de natriumkanalen, uiteindelijk, zodat de depolarisatie tot een einde komt. Daarnaast zullen ze een tijdje inactief blijven, waardoor nieuwe depolarisaties worden vermeden. De verandering in de geproduceerde polariteit beweegt langs het axon, in de vorm van actiepotentiaal, om de informatie naar het volgende neuron te verzenden.

En daarna?

De depolarisatie het eindigt op het moment dat de natriumionen stoppen en uiteindelijk zijn de kanalen van dit element gesloten. De kaliumkanalen die opengingen vanwege het ontsnappen van deze uit de binnenkomende positieve lading zijn echter nog steeds open, waardoor het kalium op een constante manier wordt verdreven..

Dus met de tijd zal het een terugkeer naar de oorspronkelijke staat voortbrengen, met een repolarisatie en zelfs het zal een punt bereiken dat bekend staat als hyperpolarisatie doordat door de aanhoudende productie natrium belading lager dan rusttoestand, waarbij de sluiting van kaliumkanalen en reactivering van de natrium / kalium veroorzaken. Dit gedaan, het membraan is klaar om het hele proces opnieuw beginnen.

Het is een systeem van aanpassing waarmee je terug kunt keren naar de beginsituatie, ondanks de veranderingen die het neuron (en zijn externe omgeving) tijdens het proces van depolarisatie heeft ondergaan. Aan de andere kant gebeurt dit heel snel, om te reageren op de behoefte aan het functioneren van het zenuwstelsel.

Bibliografische referenties:

• Gil, R. (2002). Neuropsychologie. Barcelona, ​​Masson.

• Gómez, M. (2012). Psychobiologie. CEDE Voorbereidingshandleiding PIR.12. CEDE: Madrid.

• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Verdrag van medische fysiologie. 12e editie. McGraw Hill.

• Kandel, E.R .; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Principes van de neurowetenschappen. Madrid. McGraw Hill.