Che cos'è la depolarizzazione neuronale e come funziona?

Il funzionamento del nostro sistema nervoso, in cui è incluso il cervello, si basa sulla trasmissione di informazioni. Questa trasmissione è elettrochimica e dipende dalla generazione di impulsi elettrici noti come potenziali d'azione, che vengono trasmessi attraverso i neuroni a piena velocità. La generazione di impulsi si basa sull'entrata e l'uscita di diversi ioni e sostanze all'interno della membrana del neurone.

Pertanto, questo ingresso e uscita causano le condizioni e la carica elettrica che la cella deve normalmente variare, dando inizio a un processo che culminerà con l'emissione del messaggio. Uno dei passaggi che questo processo di trasmissione delle informazioni consente è la depolarizzazione. Questa depolarizzazione è il primo passo nella generazione di un potenziale d'azione, cioè l'emissione di un messaggio.

Per capire depolarizzazione, è necessario considerare lo stato di neuroni in questa prima circostanze, cioè, quando il neurone è a riposo. È in questa fase in cui il meccanismo di eventi che finiranno nella comparsa di un impulso elettrico che viaggerà cellule nervose fino a raggiungere inizia la sua destinazione, le aree adiacenti ad uno spazio sinaptico, per finire la generazione o l'altro impulso nervosa all'altra neurone da un'altra depolarizzazione.

Quando il neurone non agisce: stato di riposo

Il cervello umano funziona costantemente per tutta la sua vita. Anche durante il sonno, l'attività cerebrale non si ferma, semplicemente l'attività di alcune posizioni del cervello è notevolmente ridotta. Tuttavia, i neuroni non emettono sempre impulsi bioelettrici, ma sono in uno stato di riposo che finisce per alterarsi per generare un messaggio.

In circostanze normali, in uno stato di riposo la membrana dei neuroni ha una carica elettrica specifica di -70 mV, a causa della presenza di anioni o ioni con carica negativa al suo interno, oltre al potassio (sebbene abbia una carica positiva). tuttavia, l'esterno ha una carica più positiva a causa della maggiore presenza di sodio, caricato positivamente, insieme a cloro negativo. Questo stato è mantenuto a causa della permeabilità della membrana, che a riposo è facilmente trasferibile al potassio.

Sebbene la forza diffusionale (o la tendenza di un fluido a essere uniformemente distribuita bilanciando la sua concentrazione) e la pressione elettrostatica o attrazione tra gli ioni di carica opposta, il mezzo interno ed esterno debbano essere equalizzati, questa permeabilità rende molto difficile, essendo l'ingresso di ioni positivi molto graduale e limitato.

anche, i neuroni hanno un meccanismo che impedisce il cambiamento dell'equilibrio elettrochimico, la cosiddetta pompa del sodio e del potassio, che espelle regolarmente tre ioni di sodio dall'interno per far entrare due potassio dall'esterno. In questo modo, più ioni positivi vengono espulsi di quanto potrebbero entrare, mantenendo stabile la carica elettrica interna.

Tuttavia, queste circostanze cambieranno quando si trasmettono informazioni ad altri neuroni, un cambiamento che, come detto, inizia con il fenomeno noto come depolarizzazione..

La depolarizzazione

La depolarizzazione è la parte del processo che avvia il potenziale per l'azione. In altre parole, è la parte del processo che causa il rilascio di un segnale elettrico, che finirà per viaggiare attraverso il neurone per causare la trasmissione di informazioni da parte del sistema nervoso. Infatti, se dovessimo ridurre tutta l'attività mentale a un singolo evento, la depolarizzazione sarebbe un buon candidato per riempire quella posizione, poiché senza di essa non c'è attività neuronale e quindi non saremmo nemmeno in grado di mantenerci in vita.

Il fenomeno a cui questo concetto si riferisce è il improvviso grande aumento della carica elettrica all'interno della membrana neuronale. Tale incremento è dovuto alla costante carica positiva all'interno della membrana degli ioni sodio neurone. Dal momento in cui avviene la fase di depolarizzazione, ciò che segue è una reazione a catena attraverso la quale appare un impulso elettrico che attraversa il neurone e viaggia in una zona remota in cui è stato avviato, effetto plasma in un terminale nervoso situato vicino a uno spazio sinaptico e muore.

Il ruolo delle pompe di sodio e di potassio

Il processo inizia nell'assone dei neuroni, un'area in cui si trova un'alta quantità di recettori di sodio sensibili alla tensione. Sebbene normalmente siano chiusi, in uno stato di riposo, se c'è una stimolazione elettrica che supera una certa soglia di eccitazione (quando si passa da -70mV a -65mV e -40mV) si aprono detti recettori.

Poiché l'interno della membrana è molto negativo, gli ioni di sodio positivi saranno molto attratti a causa della pressione elettrostatica, entrando in grande quantità. Allo stesso tempo, la pompa di sodio / potassio è inattivata, in modo che non vengano eliminati ioni positivi.

Nel tempo, quando l'interno della cellula diventa sempre più positivo, vengono aperti altri canali, questa volta di potassio, che ha anche una carica positiva. A causa della repulsione tra le cariche elettriche dello stesso segno, il potassio finisce per uscire. In questo modo, l'aumento della carica positiva viene rallentato, fino a raggiungere un massimo di + 40mV all'interno della cella.

A questo punto i canali che hanno iniziato questo processo, i canali del sodio, finiscono per chiudersi, così che la depolarizzazione finisce. Inoltre, per un certo periodo rimarranno inattivi, evitando nuove depolarizzazioni. Il cambiamento nella polarità prodotta si muoverà lungo l'assone, sotto forma di potenziale d'azione, per trasmettere l'informazione al prossimo neurone.

E dopo?

La depolarizzazione finisce nel momento in cui gli ioni di sodio smettono di entrare e infine i canali di questo elemento sono chiusi. Tuttavia, i canali di potassio che si sono aperti a causa della fuga di questo dalla carica positiva in arrivo sono ancora aperti, espellendo il potassio in modo costante..

Così, col tempo produrrà un ritorno allo stato originale, avendo una ripolarizzazione e persino raggiungerà un punto noto come iperpolarizzazione in quanto a causa della continua produzione di sodio il carico sarà inferiore allo stato di riposo, che causerà la chiusura dei canali del potassio e la riattivazione della pompa sodio / potassio. Una volta fatto, la membrana sarà pronta per ricominciare l'intero processo.

È un sistema di riadattamento che consente di tornare alla situazione iniziale nonostante i cambiamenti sperimentati dal neurone (e dal suo ambiente esterno) durante il processo di depolarizzazione. D'altra parte, tutto ciò avviene molto rapidamente, al fine di rispondere alla necessità del funzionamento del sistema nervoso.

Riferimenti bibliografici:

• Gil, R. (2002). Neuropsicologia. Barcellona, ​​Masson.

• Gómez, M. (2012). Psicobiologia. Manuale di preparazione al CEDE PIR.12. CEDE: Madrid.

• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Trattato di Fisiologia medica. 12a edizione. McGraw Hill.

• Kandel, E.R .; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Principi di neuroscienza. Madrid. McGraw Hill.