Τι είναι η αποπόλωση των νευρώνων και πώς λειτουργεί;

Η λειτουργία του νευρικού μας συστήματος, στην οποία περιλαμβάνεται ο εγκέφαλος, βασίζεται στη μετάδοση πληροφοριών. Αυτή η μετάδοση είναι ηλεκτροχημική και εξαρτάται από την παραγωγή ηλεκτρικών παλμών γνωστών ως δυναμικών δράσης, οι οποίες μεταδίδονται μέσω των νευρώνων σε πλήρη ταχύτητα. Η δημιουργία παλμών βασίζεται στην είσοδο και έξοδο διαφορετικών ιόντων και ουσιών μέσα στη μεμβράνη του νευρώνα.

Έτσι, αυτή η είσοδος και η έξοδος προκαλούν τις συνθήκες και το ηλεκτρικό φορτίο που κανονικά η κυψέλη πρέπει να μεταβληθεί, ξεκινώντας μια διαδικασία που θα κορυφωθεί με την εκπομπή του μηνύματος. Ένα από τα βήματα που επιτρέπει αυτή η διαδικασία μετάδοσης πληροφοριών είναι η αποπόλωση. Αυτή η αποπόλωση είναι το πρώτο βήμα στη δημιουργία ενός δυναμικού δράσης, δηλαδή της εκπομπής ενός μηνύματος.

Για να κατανοήσουμε εκπόλωση, είναι απαραίτητο να εξεταστεί η κατάσταση των νευρώνων στο πριν από αυτό περιστάσεων, δηλαδή, όταν ο νευρώνας είναι σε κατάσταση ηρεμίας. Είναι σε αυτό το στάδιο, όταν ο μηχανισμός των γεγονότων που θα τελειώσει στην εμφάνιση ενός ηλεκτρικού παλμού που θα ταξιδέψει το νευρικό κύτταρο μέχρι να φτάσει ξεκινά στον προορισμό του, οι περιοχές που γειτνιάζουν με μια συναπτική χώρο, για να τελειώσει τη δημιουργία ή άλλα νευρικά ώθηση σε άλλο νευρώνα μέσω μιας άλλης αποπόλωσης.

Όταν ο νευρώνας δεν ενεργεί: κατάσταση ηρεμίας

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος λειτουργεί συνεχώς καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής του. Ακόμη και κατά τη διάρκεια του ύπνου, η εγκεφαλική δραστηριότητα δεν σταματά, απλά η δραστηριότητα ορισμένων θέσεων του εγκεφάλου μειώνεται σημαντικά. Ωστόσο, οι νευρώνες δεν εκπέμπουν πάντοτε βιοηλεκτρικούς παλμούς, αλλά βρίσκονται σε κατάσταση ηρεμίας που καταλήγει να αλλάξει για να δημιουργήσει ένα μήνυμα.

Υπό κανονικές συνθήκες, σε κατάσταση ηρεμίας η μεμβράνη των νευρώνων έχει ειδικό ηλεκτρικό φορτίο -70 mV, λόγω της παρουσίας ανιόντων ή αρνητικά φορτισμένων ιόντων μέσα σε αυτό, επιπλέον του καλίου (αν και αυτό έχει θετικό φορτίο). Ωστόσο,, το εξωτερικό έχει ένα πιο θετικό φορτίο λόγω της μεγαλύτερης παρουσίας νατρίου, θετικά φορτισμένα, μαζί με το χλώριο αρνητικού φορτίου. Αυτή η κατάσταση διατηρείται λόγω της διαπερατότητας της μεμβράνης, η οποία σε ξεκούραση μεταφέρεται εύκολα σε κάλιο.

Ενώ η διάχυση ισχύος (ή τάση ενός ρευστού να κατανέμεται ομοιόμορφα εξισορρόπηση συγκέντρωση της) και θα πρέπει να συνδυάζεται πίεση ή ηλεκτροστατικής έλξης μεταξύ αντίθετα φορτισμένων ιόντων το εσωτερικό και εξωτερικό περιβάλλον, έτσι ώστε η διαπερατότητα παρεμποδίζει σε μεγάλο βαθμό, η είσοδος των θετικών ιόντων είναι πολύ σταδιακή και περιορισμένη.

Επίσης,, οι νευρώνες διαθέτουν μηχανισμό που εμποδίζει την αλλαγή της ηλεκτροχημικής ισορροπίας, τη λεγόμενη αντλία νατρίου και καλίου, που εκπέμπει τακτικά τρία ιόντα νατρίου από το εσωτερικό για να αφήσει σε δύο κάλιο από το εξωτερικό. Με αυτόν τον τρόπο, περισσότερο θετικά ιόντα εξωθούνται από ό, τι θα μπορούσαν να εισέλθουν διατηρώντας το εσωτερικό ηλεκτρικό φορτίο σταθερό.

Ωστόσο, αυτές οι συνθήκες θα αλλάξουν κατά τη μετάδοση πληροφοριών σε άλλους νευρώνες, μια αλλαγή που, όπως αναφέρθηκε, αρχίζει με το φαινόμενο που είναι γνωστό ως αποπόλωση..

Η αποπόλωση

Η αποπόλωση είναι το μέρος της διαδικασίας που ενεργοποιεί τη δυνατότητα δράσης. Με άλλα λόγια, είναι μέρος της διαδικασίας η οποία προκαλεί ένα ηλεκτρικό σήμα, το οποίο τελικά ταξιδεύουν νευρώνα για να προκαλέσει την μετάδοση των πληροφοριών από το νευρικό σύστημα απελευθερώνεται. Στην πραγματικότητα, αν ήταν να μειώσει όλες τις διανοητική δραστηριότητα σε ένα μοναδικό γεγονός, εκπόλωση θα ήταν ένας καλός υποψήφιος να κατέχει αυτή τη θέση, γιατί χωρίς αυτήν δεν υπάρχει νευρωνική δραστηριότητα και ως εκ τούτου θα μπορούσε να μείνει ακόμα ζωντανός.

Το ίδιο το φαινόμενο στο οποίο αναφέρεται αυτή η έννοια είναι το ξαφνική μεγάλη αύξηση του ηλεκτρικού φορτίου εντός της νευρωνικής μεμβράνης. Αυτή η αύξηση οφείλεται στη σταθερά των θετικά φορτισμένων ιόντων νατρίου μέσα στη μεμβράνη νευρώνων. Από τη στιγμή κατά την οποία λαμβάνει χώρα η φάση εκπόλωση, αυτό που ακολουθεί είναι μια αλυσιδωτή αντίδραση μέσω της οποίας εμφανίζεται μια ηλεκτρική ώθηση που διασχίζει το νευρώνα και ταξιδεύει σε μια απομακρυσμένη περιοχή όπου έχει ξεκινήσει, επίδραση πλάσματος σε ένα νευρικό τερματικό που βρίσκεται δίπλα σε ένα συνοπτικό χώρο και πεθαίνει.

Ο ρόλος των αντλιών νατρίου και καλίου

Η διαδικασία ξεκινάει στον άξονα των νευρώνων, στη ζώνη στην οποία βρίσκεται μια υψηλή ποσότητα υποδοχέων νατρίου ευαίσθητες στην τάση. Ενώ κανονικά είναι κλειστά σε κατάσταση ηρεμίας, εάν μια ηλεκτρική διέγερση που υπερβαίνει ένα συγκεκριμένο κατώφλι διέγερσης (που διέρχεται από -70mV -65mV και μεταξύ -40mV) παρουσιάζει εν λόγω δέκτες περάσει άνοιγμα.

Επειδή το εσωτερικό της μεμβράνης είναι πολύ αρνητικό, τα θετικά ιόντα νατρίου θα προσελκύσουν πολύ λόγω της ηλεκτροστατικής πίεσης, εισέρχονται σε μεγάλη ποσότητα. Την ίδια στιγμή, η αντλία νατρίου / καλίου απενεργοποιείται, έτσι δεν αφαιρούνται θετικά ιόντα.

Με την πάροδο του χρόνου, καθώς το εσωτερικό του κυττάρου γίνεται όλο και περισσότερο θετικό, ανοίγουν και άλλα κανάλια, αυτή τη φορά καλίου, η οποία έχει επίσης θετικό φορτίο. Λόγω της απώθησης μεταξύ των ηλεκτρικών φορτίων του ίδιου σημείου, το κάλιο καταλήγει να βγαίνει έξω. Με τον τρόπο αυτό, η αύξηση του θετικού φορτίου επιβραδύνεται, έως ότου φθάσει το μέγιστο + 40mV μέσα στο κελί.

Σε αυτό το σημείο τα κανάλια που ξεκίνησαν αυτή τη διαδικασία, τα κανάλια νατρίου, καταλήγουν να κλείνουν, οπότε η αποπόλωση έρχεται στο τέλος. Επιπλέον, για κάποιο χρονικό διάστημα θα παραμείνουν αδρανείς, αποφεύγοντας νέες αποπληθωρισμού. Η μεταβολή της παραγόμενης πολικότητας θα κινηθεί κατά μήκος του αξόνου, υπό τη μορφή δυναμικού δράσης, για τη μετάδοση των πληροφοριών στον επόμενο νευρώνα.

Και μετά?

Η αποπόλωση τελειώνει τη στιγμή που σταμάτησαν να εισέρχονται τα ιόντα νατρίου και τέλος τα κανάλια αυτού του στοιχείου είναι κλειστά. Ωστόσο, τα κανάλια καλίου που άνοιξαν λόγω της διαφυγής αυτού από το εισερχόμενο θετικό φορτίο εξακολουθούν να είναι ανοικτά, αποβάλλοντας το κάλιο με σταθερό τρόπο..

Έτσι, με το χρόνο θα παράγει μια επιστροφή στην αρχική κατάσταση, έχοντας μια repolarization, και ακόμη θα φτάσει σε ένα σημείο γνωστό ως υπερπόλωση από το ότι λόγω της συνεχούς φόρτωσης νατρίου εξόδου είναι χαμηλότερη από την κατάσταση αδράνειας, η οποία θα προκαλέσει το κλείσιμο των διαύλων καλίου και η επανενεργοποίηση του νατρίου / καλίου. Μόλις γίνει αυτό, η μεμβράνη θα είναι έτοιμη να ξαναρχίσει ολόκληρη τη διαδικασία.

Πρόκειται για ένα σύστημα αναπροσαρμογής που σας επιτρέπει να επιστρέψετε στην αρχική κατάσταση παρά τις αλλαγές που αντιμετωπίζει ο νευρώνας (και το εξωτερικό του περιβάλλον) κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αποπόλωσης. Από την άλλη πλευρά, όλα αυτά συμβαίνουν πολύ γρήγορα, προκειμένου να ανταποκριθούν στην ανάγκη για λειτουργία του νευρικού συστήματος.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

• Gil, R. (2002). Νευροψυχολογία Βαρκελώνη, Masson.

• Gómez, Μ. (2012). Ψυχοβιολογία Εγχειρίδιο προετοιμασίας CEDE PIR.12. CEDE: Μαδρίτη.

• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Συνθήκη Ιατρικής Φυσιολογίας. 12η έκδοση. McGraw Hill.

• Kandel, Ε.Ρ .; Schwartz, J.H. & Jessell, Τ.Μ. (2001). Αρχές Νευροεπιστημών. Μαδρίτη McGraw Hill.