Apa itu depolarisasi saraf dan bagaimana cara kerjanya?

Maret 26, 2024

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

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

Untuk memahami depolarisasi, perlu mempertimbangkan keadaan neuron dalam keadaan sebelum ini, yaitu ketika neuron dalam keadaan istirahat. Dalam fase ini ketika mekanisme peristiwa dimulai yang akan berakhir dengan munculnya impuls listrik yang akan melakukan perjalanan sel saraf sampai mencapai tujuan, daerah yang berdekatan dengan ruang sinaptik, untuk berakhir menghasilkan atau tidak lagi impuls saraf di neuron lain. oleh 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 yang sangat berkurang. Namun, neuron tidak selalu memancarkan pulsa bioelectrical, tetapi berada 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 potasium (meskipun ini memiliki muatan positif). Namun, eksterior memiliki muatan yang lebih positif karena kehadiran natrium yang lebih besar , bermuatan positif, bersama dengan muatan klorin negatif. Keadaan ini dipertahankan karena permeabilitas membran, yang saat istirahat mudah dipindahkan ke potasium.

Meskipun oleh gaya difusi (atau kecenderungan cairan didistribusikan secara merata dengan menyeimbangkan konsentrasinya) dan oleh tekanan elektrostatik atau daya tarik antara ion muatan yang berlawanan, media internal dan eksternal harus disetarakan, 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 natrium dan pompa kalium , yang secara teratur mengusir 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 mengirimkan informasi ke neuron lain, perubahan yang, sebagaimana disebutkan, dimulai dengan fenomena yang dikenal sebagai depolarisasi.

Depolarisasi

Depolarisasi adalah bagian dari proses yang memulai potensi aksi . Dengan kata lain, itu adalah bagian dari proses yang menyebabkan sinyal listrik akan dirilis, yang akan berakhir perjalanan melalui neuron menyebabkan transmisi informasi oleh sistem saraf. Bahkan, jika kita harus mengurangi semua aktivitas mental ke satu peristiwa, depolarisasi akan menjadi kandidat yang baik untuk mengisi posisi itu, karena tanpa itu tidak ada aktivitas saraf dan oleh karena itu kita bahkan tidak akan dapat tetap hidup.

Fenomena itu sendiri yang mengacu pada konsep ini adalah tiba-tiba peningkatan besar muatan listrik di dalam membran saraf . Peningkatan ini disebabkan oleh konstanta ion natrium yang bermuatan positif di dalam membran neuron. Dari saat di mana fase depolarisasi ini terjadi, apa yang berikut adalah reaksi berantai berkat yang mana impuls listrik muncul yang berjalan melalui neuron dan bergerak menuju daerah yang jauh dari tempat ia telah dimulai, menyatakan efeknya. di terminal saraf yang terletak di sebelah ruang sinaptik dan mati.

Peran pompa natrium dan kalium

Proses dimulai dalam akson neuron, suatu area di mana ia berada jumlah reseptor natrium yang tinggi peka terhadap tegangan . Meskipun biasanya mereka tertutup, dalam keadaan istirahat, jika ada rangsangan listrik yang melebihi ambang eksitasi tertentu (ketika pergi 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 dikeluarkan .

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

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

Dan setelahnya?

Depolarisasi itu berakhir pada saat ketika ion natrium berhenti masuk dan akhirnya saluran dari elemen ini ditutup . Namun, saluran kalium yang dibuka karena lolosnya muatan masuk positif tetap terbuka, mengusir kalium terus-menerus.

Dengan demikian, dengan waktu itu akan menghasilkan kembali ke keadaan semula, memiliki repolarisasi, dan bahkan itu akan mencapai titik yang dikenal sebagai hyperpolarization karena output natrium kontinu bebannya akan lebih rendah 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 Anda untuk kembali ke situasi awal meskipun ada perubahan yang dialami oleh neuron (dan lingkungan eksternalnya) selama proses depolarisasi. Di sisi lain, semua ini terjadi sangat cepat, untuk merespon kebutuhan akan berfungsinya sistem saraf.