Tartalom
- Hogyan működik a polarizáció?
- Polarizálódni válik
- Depolarizáció és cselekvési potenciál
- Repolarizációs folyamat
A nyugalmi állapotban lévő idegsejtek elektromos töltéssel rendelkeznek a membránjukon: a sejt külseje pozitív töltésű, a sejt belseje negatív töltésű. Depolarizáció akkor fordul elő, amikor az idegsejt megfordítja ezeket a töltéseket; hogy visszaállítsák nyugalmi állapotba, a neuron újabb elektromos jelet ad. A teljes folyamat akkor fordul elő, amikor a sejt lehetővé teszi bizonyos ionok beáramlását a cellába és a cellából.
Hogyan működik a polarizáció?
A polarizáció ellentétes elektromos töltések megléte a sejtmembrán mindkét oldalán. Az agysejtekben a belső negatív töltésű, a külső pozitív töltésű. Legalább három elemre van szükség ennek lehetővé tételéhez. Először, a sejtnek olyan molekulákra van szüksége, mint a sók és savak, amelyek elektromos töltéssel rendelkeznek rájuk. Másodszor, a sejtnek olyan membránra van szüksége, amely nem engedi, hogy az elektromosan töltött molekulák szabadon áthaladjanak rajta. Egy ilyen membrán a töltések elválasztására szolgál. Harmadszor, a sejteknek olyan fehérjeszivattyúkkal kell rendelkezniük a membránban, amelyek az elektromosan töltött molekulákat az egyik oldalra mozgatják, az egyik molekulát ezen az oldalon, a másikt pedig a másik oldalon tárolják.
Polarizálódni válik
Egy sejt polarizálódik, ha különféle típusú elektromosan töltött molekulákat mozgat és tárol a membrán különböző oldalain. Az elektromosan töltött molekulát ionnak nevezik. A neuronok önmagukból pumpálják a nátrium-ionokat, miközben kálium-ionokat hoznak be. Nyugalomban - amikor a sejt nem ad elektromos jelet más sejteknek - egy idegsejtnek kb. 30-szor több nátrium-ionja van kívül, mint belül; ellentétes helyzet vonatkozik a kálium-ionokra. A sejt belsejében szerves savaknak nevezett molekulák is vannak. Ezeknek a savaknak negatív töltése van, tehát hozzáadják a sejt belsejében lévő negatív töltést.
Depolarizáció és cselekvési potenciál
Egy ideg egy másik neuronnal kommunikál azáltal, hogy elektromos jelet hoz az ujja felé, ami az ujjhegyekből olyan vegyszereket szabadít fel, amelyek stimulálják a szomszédos sejtet. Posztszinaptikus potenciálként ismert, ez az elektromos jel és a potenciál típusa meghatározza a membrán fokozatos depolarizációját. Ha elég nagy, akkor fellép egy akciópotenciált. Akciópotenciálok akkor fordulnak elő, amikor a neuron a fehérjecsatornákat nyitja meg membránjában. Ezek a csatornák lehetővé teszik a nátrium-ionok áramlását a sejt kívülről a sejtbe. A nátrium hirtelen bejutása a sejtbe megváltoztatja a sejt belsejében lévő elektromos töltést negatívról pozitívra, ami a külsőt pozitívról negatívra is megváltoztatja. A teljes depolarizáció-repolarizációs esemény körülbelül 2 milliszekundumban megy végbe, lehetővé téve az idegsejtek számára, hogy gyors akció potenciállal tüzeljék el az idegsejt kommunikációt.
Repolarizációs folyamat
Új akciópotenciál nem lehetséges, amíg a neuronok membránján a megfelelő elektromos töltés helyre nem áll. Ez azt jelenti, hogy a sejt belsejének negatívnak, míg a külsőnek pozitívnak kell lennie. Egy sejt helyreállítja ezt az állapotot, vagy repolarizálódik, amikor bekapcsolja a fehérje szivattyút a membránjában. Ezt a szivattyút nátrium-kálium szivattyúnak hívják. Minden három nátrium-ion számára, amelyet kihúz egy sejtből, két kálium-ionba pumpál. A szivattyúk ezt addig teszik, amíg el nem éri a cellában a megfelelő töltést.