Zawartość
Komórki nerwowe w spoczynku mają ładunek elektryczny na błonach: zewnętrzna część komórki jest naładowana dodatnio, a wnętrze komórki jest ujemnie naładowane. Depolaryzacja występuje, gdy komórka nerwowa odwraca te ładunki; aby zmienić je z powrotem w stan spoczynku, neuron jest kolejnym sygnałem elektrycznym. Cały proces zachodzi, gdy komórka pozwala na przepływ określonych jonów do i z komórki.
Jak działa polaryzacja
Polaryzacja to istnienie przeciwnych ładunków elektrycznych po obu stronach błony komórkowej. W komórkach mózgu wnętrze jest naładowane ujemnie, a zewnętrzne jest naładowane dodatnio. Aby to umożliwić, potrzebne są co najmniej trzy elementy. Po pierwsze, komórka potrzebuje cząsteczek, takich jak sole i kwasy, które mają ładunki elektryczne. Po drugie, komórka potrzebuje błony, która nie pozwoli na swobodne przechodzenie elektrycznie naładowanych cząsteczek. Taka membrana służy do oddzielania ładunków. Po trzecie, komórki muszą mieć w błonie pompy białkowe, które mogą przenosić elektrycznie naładowane cząsteczki na jedną stronę, przechowując jeden typ cząsteczek po tej stronie i inny typ po drugiej stronie.
Polaryzacja
Komórka ulega spolaryzowaniu poprzez przenoszenie i przechowywanie różnych rodzajów naładowanych elektrycznie cząsteczek po różnych stronach błony. Cząsteczka naładowana elektrycznie nazywana jest jonem. Neurony pompują jony sodu z siebie, jednocześnie wprowadzając jony potasu. W spoczynku - gdy komórka nie wysyła sygnału elektrycznego do innych komórek - neuron ma około 30 razy więcej jonów sodu na zewnątrz niż wewnątrz; odwrotnie dotyczy jonów potasu. Wnętrze komórki zawiera również cząsteczki zwane kwasami organicznymi. Kwasy te mają na sobie ładunki ujemne, więc zwiększają ładunek ujemny wewnątrz komórki.
Zdolność do depolaryzacji i działania
Neuron komunikuje się z innym neuronem poprzez doprowadzenie sygnału elektrycznego do opuszków palców, co powoduje, że opuszki palców uwalniają substancje chemiczne, które stymulują sąsiednie komórki. Ten sygnał elektryczny i rodzaj potencjału, znany jako potencjał postsynaptyczny, określa stopniową depolaryzację błony. Jeśli jest wystarczająco duży, wyzwoli potencjał akcji. Potencjały czynnościowe występują, gdy neuron otwiera kanały białkowe w swojej błonie. Kanały te umożliwiają przepływ jonów sodu z zewnątrz komórki do komórki. Nagły dopływ sodu do komórki zmienia ładunek elektryczny wewnątrz komórki z ujemnego na dodatni, co również zmienia zewnętrzną z dodatniej na ujemną. Całe zdarzenie depolaryzacji do repolaryzacji zachodzi w około 2 milisekundy, umożliwiając neuronom wystrzelenie potencjału działania w szybkich seriach, umożliwiając komunikację neuronalną.
Proces repolaryzacji
Nowy potencjał czynnościowy nie może mieć miejsca, dopóki nie zostanie przywrócony właściwy ładunek elektryczny przez błonę neuronów. Oznacza to, że wnętrze komórki musi być ujemne, a na zewnątrz pozytywne. Komórka przywraca ten stan lub repolaryzuje się, włączając pompę białkową w swojej błonie. Ta pompa nazywa się pompą sodowo-potasową. Na każde trzy jony sodu, które wypompowuje z komórki, pompuje dwa jony potasu. Pompy robią to do momentu osiągnięcia odpowiedniego ładunku wewnątrz ogniwa.