Fungsi sistem saraf kita, yang meliputi otak, didasarkan pada transmisi informasi. Transmisi ini bersifat elektrokimia, dan bergantung pada pembangkitan pulsa listrik yang dikenal sebagai potensial aksi, yang ditransmisikan melalui neuron dengan kecepatan penuh. generasi pulsa didasarkan pada masuk dan keluar dari ion dan zat yang berbeda dalam membran neuron.
Dengan demikian, input dan output ini menyebabkan kondisi dan muatan listrik yang biasanya dimiliki sel bervariasi, memulai proses yang akan berujung pada emisi pesan. Salah satu langkah yang memungkinkan proses transmisi informasi ini adalah depolarisasi. Depolarisasi ini adalah langkah pertama dalam pembangkitan potensial aksi, yaitu emisi pesan.
Untuk memahami depolarisasi, perlu untuk mempertimbangkan keadaan neuron dalam keadaan sebelum ini, yaitu ketika neuron dalam keadaan istirahat. Pada fase inilah mekanisme peristiwa dimulai yang akan berakhir dengan munculnya impuls listrik yang akan berjalan melalui sel saraf sampai mencapai tujuannya, daerah yang berdekatan dengan ruang sinaptik, untuk akhirnya menghasilkan atau tidak saraf lain. impuls di neuron lain melalui depolarisasi lain.
Ketika neuron tidak bertindak: keadaan istirahat
Otak manusia terus bekerja sepanjang hidupnya. Bahkan selama tidur, aktivitas otak tidak berhenti, 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 (meskipun ini memiliki muatan positif). Namun, bagian luarnya memiliki muatan yang lebih positif karena adanya natrium yang lebih besar, bermuatan positif, bersama dengan klorin yang bermuatan negatif. Keadaan ini dipertahankan karena permeabilitas membran, yang saat istirahat hanya mudah ditembus oleh kalium.
Meskipun karena gaya difusi (atau kecenderungan fluida untuk mendistribusikan secara seragam, menyeimbangkan konsentrasinya) dan karena tekanan elektrostatik atau tarik-menarik antara ion-ion dengan muatan yang berlawanan, lingkungan internal dan eksternal harus menyamakan, permeabilitas tersebut membuatnya sangat sulit., menjadi masuknya ion positif yang sangat bertahap dan terbatas.
Selain itu, neuron memiliki mekanisme yang mencegah perubahan keseimbangan elektrokimia, yang disebut pompa natrium- kalium, yang secara teratur mengeluarkan tiga ion natrium dari dalam untuk membiarkan dua kalium dari luar. Dengan cara ini, lebih banyak ion positif yang dikeluarkan daripada yang bisa masuk, menjaga muatan listrik internal tetap stabil.
Namun, keadaan ini akan berubah ketika mengirimkan informasi ke neuron lain, perubahan yang, seperti disebutkan, dimulai dengan fenomena yang dikenal sebagai depolarisasi.
Depolarisasi
Depolarisasi adalah bagian dari proses yang memulai potensial aksi. Dengan kata lain, itu adalah bagian dari proses yang menyebabkan sinyal listrik dilepaskan, yang pada akhirnya akan berjalan melalui neuron untuk menyebabkan transmisi informasi melalui sistem saraf. Faktanya, jika kita mengurangi semua aktivitas mental menjadi satu peristiwa, depolarisasi akan menjadi kandidat yang baik untuk posisi itu, karena tanpanya tidak ada aktivitas saraf dan oleh karena itu kita bahkan tidak akan dapat bertahan hidup.
Fenomena itu sendiri yang mengacu pada konsep ini adalah peningkatan besar tiba – tiba dalam muatan listrik di dalam membran saraf. Peningkatan ini disebabkan oleh jumlah konstan ion natrium, bermuatan positif, di dalam membran neuron. Dari saat fase depolarisasi ini terjadi, berikut ini adalah reaksi berantai yang menyebabkan impuls listrik muncul yang mengalir melalui neuron dan berjalan ke area yang jauh dari tempat asalnya, mencerminkan efeknya di terminal saraf yang terletak di sebelahnya. ke ruang sinaptik dan padam.
Peran pompa natrium dan kalium
Prosesnya dimulai di akson neuron, area di mana sejumlah besar reseptor natrium peka voltase ditemukan. Meskipun mereka biasanya tertutup, dalam keadaan istirahat, jika terjadi rangsangan listrik yang melebihi ambang batas eksitasi tertentu (ketika pergi dari -70mV ke antara -65mV dan -40mV) reseptor ini mulai terbuka.
Karena bagian dalam membran sangat negatif, ion natrium positif akan sangat tertarik karena tekanan elektrostatik, masuk dalam jumlah besar. Pada saat yang sama, pompa natrium / kalium tidak aktif, sehingga tidak ada ion positif yang dihilangkan.
Seiring waktu, saat bagian dalam sel menjadi semakin positif, saluran lain dibuka, kali ini untuk kalium, yang juga memiliki muatan positif. Karena tolakan antara muatan listrik dengan tanda yang sama, kalium akhirnya pergi ke luar. Dengan cara ini, peningkatan muatan positif diperlambat, hingga mencapai maksimum + 40mV di dalam sel.
Pada titik ini, saluran yang memulai proses ini, saluran natrium, akhirnya menutup, mengakhiri depolarisasi. Selain itu, untuk sementara mereka akan tetap tidak aktif, menghindari depolarisasi lebih lanjut. Perubahan polaritas yang dihasilkan akan bergerak di sepanjang akson, berupa potensial aksi, untuk mengirimkan informasi ke neuron berikutnya.
Lalu?
Depolarisasi berakhir pada saat ion natrium berhenti masuk dan akhirnya saluran unsur ini ditutup. Namun, saluran kalium yang terbuka karena penerbangan muatan positif yang masuk tetap terbuka, terus-menerus mengeluarkan kalium.
Dengan demikian, seiring waktu akan ada kembali ke keadaan semula, dengan repolarisasi, dan bahkan titik yang dikenal sebagai hiperpolarisasi akan tercapai di mana karena keluaran terus menerus natrium, beban akan lebih kecil daripada keadaan istirahat, yang akan menyebabkan penutupan saluran kalium dan reaktivasi pompa natrium/kalium. Setelah ini selesai, membran akan siap untuk memulai seluruh proses lagi.
Ini adalah sistem penyesuaian kembali yang memungkinkan kembali ke situasi awal meskipun ada perubahan yang dialami oleh neuron (dan oleh lingkungan eksternalnya) selama proses depolarisasi. Di sisi lain, semua ini terjadi dengan sangat cepat, untuk menanggapi kebutuhan sistem saraf agar berfungsi.
Referensi bibliografi:
- Gil, R. (2002). Neuropsikologi. Barcelona, Masson.
- Gomez, M. (2012). Psikobiologi. Manual Persiapan CEDE PIR 12. CEDE: Madrid.
- Guyton, CA & Hall, JE (2012) Risalah tentang Fisiologi Medis. edisi ke-12. Bukit McGraw.
- Kandel, ER; Schwartz, JH & Jessell, TM (2001). Prinsip ilmu saraf. Madrid. Bukit McGraw.