Περιεχόμενο
Τα νευρικά κύτταρα σε ηρεμία έχουν ηλεκτρικό φορτίο στις μεμβράνες τους: το εξωτερικό μέρος της κυψέλης είναι θετικά φορτισμένο και το εσωτερικό του κυττάρου είναι αρνητικά φορτισμένο. Η αποπόλωση συμβαίνει όταν το νευρικό κύτταρο αναστρέφει αυτά τα φορτία. για να τα αλλάξουμε πίσω σε κατάσταση ηρεμίας, το άλλο ηλεκτρικό σήμα του νευρώνα. Η όλη διαδικασία εμφανίζεται όταν το κύτταρο επιτρέπει τη ροή ειδικών ιόντων μέσα και έξω από το κελί.
Πώς λειτουργεί η πόλωση
Η πόλωση είναι η ύπαρξη αντίθετων ηλεκτρικών φορτίων σε κάθε πλευρά μιας κυτταρικής μεμβράνης. Στα κύτταρα του εγκεφάλου, το εσωτερικό είναι αρνητικά φορτισμένο και το εξωτερικό είναι θετικά φορτισμένο. Απαιτούνται τουλάχιστον τρία στοιχεία για να καταστεί αυτό δυνατό. Πρώτον, το κύτταρο χρειάζεται μόρια όπως τα άλατα και τα οξέα, τα οποία έχουν ηλεκτρικά φορτία σε αυτά. Δεύτερον, το κύτταρο χρειάζεται μια μεμβράνη που δεν θα αφήσει ελεύθερα ηλεκτρικά φορτισμένα μόρια να περάσουν μέσα από αυτό. Μια τέτοια μεμβράνη χρησιμεύει για το διαχωρισμό των φορτίων. Τρίτον, τα κύτταρα πρέπει να έχουν πρωτεϊνικές αντλίες στη μεμβράνη που μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρικά φορτισμένα μόρια στη μία πλευρά, αποθηκεύοντας έναν τύπο μορίου στην πλευρά αυτή και έναν άλλο τύπο στην άλλη πλευρά.
Να γίνει πολωμένος
Ένα κύτταρο γίνεται πολωμένο μετακινώντας και αποθηκεύοντας διαφορετικούς τύπους ηλεκτρικά φορτισμένων μορίων σε διαφορετικές πλευρές της μεμβράνης του. Ένα ηλεκτρικά φορτισμένο μόριο ονομάζεται ιόν. Οι νευρώνες αντλούν τα ιόντα νατρίου από τον εαυτό τους, ενώ φέρνουν τα ιόντα καλίου. Σε κατάσταση ηρεμίας - όταν το κύτταρο δεν φέρει ηλεκτρικό σήμα σε άλλα κύτταρα - ένας νευρώνας έχει περίπου 30 φορές περισσότερα ιόντα νατρίου στο εξωτερικό του από το εσωτερικό. το αντίθετο ισχύει για ιόντα καλίου. Το εσωτερικό του κυττάρου περιέχει επίσης μόρια που ονομάζονται οργανικά οξέα. Αυτά τα οξέα έχουν αρνητικά φορτία σε αυτά, έτσι προσθέτουν στο αρνητικό φορτίο μέσα στο κύτταρο.
Αποπολική και Δράση Δράσης
Ένας νευρώνας επικοινωνεί με έναν άλλο νευρώνα με την εισαγωγή ενός ηλεκτρικού σήματος στα άκρα των δακτύλων του, το οποίο προκαλεί τα άκρα των δακτύλων να απελευθερώνουν χημικές ουσίες που διεγείρουν ένα γειτονικό κύτταρο. Γνωστή ως δυναμική μετασυναπτική, αυτό το ηλεκτρικό σήμα και ο τύπος του δυναμικού ορίζει μια βαθμιδωτή αποπόλωση της μεμβράνης. Αν είναι αρκετά μεγάλο, θα ενεργοποιήσει ένα δυναμικό δράσης. Τα δυναμικά δράσης συμβαίνουν όταν ο νευρώνας ανοίγει τα κανάλια πρωτεΐνης στη μεμβράνη του. Αυτοί οι δίαυλοι επιτρέπουν να ρέουν ιόντα νατρίου από το εξωτερικό του κυττάρου μέσα στην κυψέλη. Η ξαφνική βολή του νατρίου στο κύτταρο αλλάζει το ηλεκτρικό φορτίο μέσα στο κύτταρο από αρνητικό σε θετικό, το οποίο επίσης αλλάζει το εξωτερικό από το θετικό στο αρνητικό. Το σύνολο του συμβάντος αποπολώσεως-επαναπόλωσης συμβαίνει σε περίπου 2 χιλιοστά του δευτερολέπτου, επιτρέποντας στους νευρώνες να πυροδοτήσουν δυναμικό δράσης σε γρήγορες εκρήξεις που επιτρέπουν την επικοινωνία νευρώνων.
Διαδικασία επαναπόλωσης
Ένα νέο δυναμικό δράσης δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί μέχρι να αποκατασταθεί η σωστή ηλεκτρική φόρτιση στην μεμβράνη των νευρώνων. Αυτό σημαίνει ότι το εσωτερικό του κυττάρου πρέπει να είναι αρνητικό, ενώ το εξωτερικό πρέπει να είναι θετικό. Ένα κύτταρο αποκαθιστά αυτήν την κατάσταση, ή επαναπολίζεται, ενεργοποιώντας μια πρωτεϊνική αντλία στη μεμβράνη της. Αυτή η αντλία ονομάζεται αντλία νατρίου-καλίου. Για κάθε τρία ιόντα νατρίου αντλίες από ένα κελί, αντλίες σε δύο καλίου. Οι αντλίες το κάνουν μέχρι να επιτευχθεί η σωστή φόρτιση μέσα σε μια κυψέλη.