Apa itu depolarisasi neuron dan bagaimana cara kerjanya?

Fungsi sistem saraf kita, di mana otak dimasukkan, didasarkan pada transmisi informasi. Transmisi ini bersifat elektrokimia, dan tergantung pada generasi pulsa listrik yang dikenal sebagai potensial aksi, yang ditransmisikan melalui neuron dengan kecepatan penuh. Pembangkitan pulsa didasarkan pada masuk dan keluarnya berbagai ion dan zat di dalam membran neuron.

Dengan demikian, input dan output ini menyebabkan kondisi dan muatan listrik yang sel harus bervariasi, memulai proses yang akan berujung pada emisi pesan. Salah satu langkah yang memungkinkan proses pengiriman informasi ini adalah depolarisasi. Depolarisasi ini adalah langkah pertama dalam menghasilkan potensi tindakan, yaitu emisi pesan.

Untuk memahami depolarisasi, perlu untuk mempertimbangkan keadaan neuron dalam keadaan sebelum ini, yaitu ketika neuron dalam keadaan istirahat. Pada fase ini ketika mekanisme peristiwa dimulai bahwa ia akan berakhir dengan munculnya impuls listrik yang akan melakukan perjalanan sel saraf sampai mencapai tujuannya, daerah yang berdekatan dengan ruang sinaptik, untuk akhirnya menghasilkan atau tidak impuls saraf lain di neuron lain. melalui depolarisasi lain.

Ketika neuron tidak bertindak: keadaan istirahat

Otak manusia berfungsi secara konstan sepanjang hidupnya. Bahkan saat tidur, aktivitas otak tidak berhenti, hanya aktivitas lokasi otak tertentu sangat berkurang. Namun, neuron tidak selalu memancarkan pulsa bioelektrik, tetapi dalam keadaan istirahat yang akhirnya berubah untuk menghasilkan pesan.

Dalam keadaan normal, dalam keadaan istirahat membran neuron memiliki muatan listrik spesifik -70 mV, karena adanya anion atau ion bermuatan negatif di dalamnya, selain kalium (walaupun ini memiliki muatan positif). Namun,, bagian luar memiliki muatan yang lebih positif karena adanya natrium yang lebih besar, bermuatan positif, bersama dengan klorin bermuatan negatif. Keadaan ini dipertahankan karena permeabilitas membran, yang diam-diam mudah ditransfer ke kalium.

Meskipun oleh gaya difusi (atau kecenderungan fluida terdistribusi secara merata dengan menyeimbangkan konsentrasinya) dan oleh tekanan elektrostatik atau tarikan antara ion muatan berlawanan, media internal dan eksternal harus disamakan, permeabilitas ini membuatnya sangat sulit., menjadi pintu masuk ion positif sangat bertahap dan terbatas.

Juga,, neuron memiliki mekanisme yang mencegah keseimbangan elektrokimia berubah, yang disebut pompa natrium dan kalium, yang secara teratur mengeluarkan tiga ion natrium dari dalam untuk membiarkan dua kalium dari luar. Dengan cara ini, lebih banyak ion positif dikeluarkan daripada yang bisa masuk, menjaga muatan listrik internal stabil.

Namun, keadaan ini akan berubah ketika mentransmisikan informasi ke neuron lain, perubahan yang, sebagaimana disebutkan, dimulai dengan fenomena yang dikenal sebagai depolarisasi..

Depolarisasi

Depolarisasi adalah bagian dari proses yang menginisiasi potensi aksi. Dengan kata lain, itu adalah bagian dari proses yang menyebabkan sinyal listrik dilepaskan, yang pada akhirnya akan melakukan perjalanan melalui neuron untuk menyebabkan transmisi informasi melalui sistem saraf. Bahkan, jika kita harus mengurangi semua aktivitas mental menjadi satu peristiwa tunggal, depolarisasi akan menjadi kandidat yang baik untuk mengisi posisi itu, karena tanpanya tidak ada aktivitas neuron dan oleh karena itu kita bahkan tidak akan dapat menjaga diri kita tetap hidup.

Fenomena itu sendiri yang merujuk konsep ini adalah tiba-tiba peningkatan besar muatan listrik di dalam membran saraf. Peningkatan ini disebabkan oleh konstanta ion natrium bermuatan positif di dalam membran neuron. Dari saat fase depolarisasi ini terjadi, apa yang terjadi selanjutnya adalah reaksi berantai berkat impuls listrik yang bergerak melalui neuron dan bergerak ke daerah yang jauh dari tempat ia diinisiasi, mengekspresikan efeknya di terminal saraf yang terletak di sebelah ruang sinaptik dan mati.

Peran pompa natrium dan kalium

Prosesnya dimulai pada akson neuron, zona di mana ia berada sejumlah besar reseptor natrium peka terhadap tegangan. Meskipun biasanya mereka tertutup, dalam keadaan istirahat, jika ada stimulasi listrik yang melebihi batas eksitasi tertentu (ketika bergerak dari -70mV ke antara -65mV dan -40mV) kata reseptor mulai terbuka.

Karena bagian dalam membran sangat negatif, ion natrium positif akan sangat tertarik karena tekanan elektrostatik, masuk dalam jumlah besar. Pada saat bersamaan, pompa natrium / kalium tidak aktif, sehingga tidak ada ion positif yang dibuang.

Seiring waktu, ketika bagian dalam sel menjadi semakin positif, saluran lain dibuka, kalium ini, yang juga memiliki muatan positif. Karena tolakan antara muatan listrik dari tanda yang sama, kalium akhirnya keluar. Dengan cara ini, peningkatan muatan positif melambat, hingga mencapai maksimum + 40mV di dalam sel.

Pada titik ini saluran yang memulai proses ini, saluran natrium, akhirnya ditutup, sehingga depolarisasi berakhir. Selain itu, untuk sementara waktu mereka akan tetap tidak aktif, menghindari depolarisasi baru. Perubahan polaritas yang dihasilkan akan bergerak di sepanjang akson, dalam bentuk aksi potensial, untuk mengirimkan informasi ke neuron berikutnya.

Dan sesudahnya?

Depolarisasi itu berakhir pada saat ion natrium berhenti masuk dan akhirnya saluran elemen ini ditutup. Namun, saluran kalium yang dibuka karena lolosnya yang satu ini dari muatan positif yang masuk masih terbuka, mengeluarkan kalium secara konstan..

Dengan demikian, dengan berjalannya waktu akan menghasilkan pengembalian ke keadaan semula, memiliki repolarisasi, dan bahkan itu akan mencapai titik yang dikenal sebagai hiperpolarisasi di mana, karena keluaran natrium kontinu, beban akan lebih rendah daripada keadaan istirahat, yang akan mengarah pada penutupan saluran kalium dan reaktivasi pompa natrium / kalium. Setelah ini selesai, membran akan siap untuk memulai kembali seluruh proses.

Ini adalah sistem penyesuaian yang memungkinkan Anda untuk kembali ke situasi awal terlepas dari perubahan yang dialami oleh neuron (dan lingkungan eksternalnya) selama proses depolarisasi. Di sisi lain, semua ini terjadi dengan sangat cepat, untuk menanggapi kebutuhan akan berfungsinya sistem saraf.

Referensi bibliografi:

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

• Gómez, M. (2012). Psikobiologi Manual Persiapan CEDE PIR.12. CEDE: Madrid.

• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Perjanjian Fisiologi Medis. Edisi ke-12. McGraw Hill.

• Kandel, E.R.; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Prinsip-prinsip ilmu saraf. Madrid McGraw Hill.