Деполяризація

The Деполяризація - це скасування різниці зарядів на двох мембранних сторонах нервової або м’язової клітини. Мембранний потенціал змінюється на менш негативний. При таких захворюваннях, як епілепсія, змінюється деполяризаційна поведінка нервових клітин.

Що таке деполяризація?

У стані спокою поляризація існує між двома сторонами інтактної мембрани нервової клітини, яка також відома як мембранний потенціал. Поділ зарядів створює електричні полюси в клітинній мембрані. Деполяризація - це втрата цих властивостей, оскільки це відбувається на початку стимуляції. Під час деполяризації різниця заряду між двома сторонами біологічної мембрани скасовується на короткий час.

У неврології деполяризація означає зміну мембранного потенціалу на позитивні або менш негативні значення, як це відбувається при передачі потенціалу дії. Реконструкція вихідної поляризації відбувається наприкінці цього процесу і також відома як реполяризація.

Протилежністю деполяризації є те, що називається гіперполяризацією, при якій напруга між внутрішньою і зовнішньою стороною біологічної мембрани стає ще сильнішою і, таким чином, піднімається вище напруги потенціалу спокою.

Функція та завдання

Мембрани здорових клітин завжди поляризовані і тому мають мембранний потенціал. Цей мембранний потенціал є результатом різної концентрації іонів на двох сторонах мембрани. Наприклад, іонні насоси розташовані в клітинній мембрані нейронів. Ці насоси постійно створюють нерівномірний розподіл на поверхні мембрани, що відрізняється від заряду з внутрішньої сторони мембрани. Внутрішньоклітинна є надлишок негативних іонів, а клітинна мембрана позитивно заряджається зовні, ніж зсередини. Це призводить до негативної різниці потенціалів.

Клітинна мембрана нейронів має селективну проникність і тому по-різному проникна для різних зарядів. Через ці властивості нейрон має електричний мембранний потенціал. У стані спокою мембранний потенціал називається потенціалом спокою і становить приблизно -70 мВ.

Електропровідні клітини деполяризуються, як тільки вони досягають потенціалу дії. Мембранний заряд слабшає під час деполяризації, коли іонні канали відкриваються. Іони впадають в мембрану через відкриті канали за допомогою дифузії і таким чином зменшують існуючий потенціал. Наприклад, іони натрію надходять у нервову клітину.

Цей зсув заряду врівноважує мембранний потенціал і, таким чином, повертає заряд. У широкому сенсі мембрана все ще поляризована під час потенціалу дії, але у зворотному напрямку.

У нервових клітинах деполяризація є або підсвідомою, або надпороговою. Поріг відповідає пороговому потенціалу для відкриття іонних каналів. Зазвичай пороговий потенціал становить близько -50 мВ. Більші значення переміщують іонні канали до отвору і викликають потенціал дії. Сублімінальна деполяризація призводить до того, що мембранний потенціал повертається до мембранного потенціалу спокою і не викликає жодного потенціалу дії.

Крім нервових клітин, м’язові клітини також можуть деполяризуватися, коли вони досягають потенціалу дії. Збудження передається від центральних нервових волокон до м’язових волокон через торцеву пластину двигуна. Торцева пластина має катіонні канали, які можуть проводити іони натрію, калію та кальцію. Перш за все, потоки іонів натрію та кальцію протікають по каналах завдяки спеціальним рушійним силам і тим самим деполяризують м’язову клітину.

У м’язовій клітині потенціал кінцевої пластинки збільшується від мембранного потенціалу спокою до так званого генераторного потенціалу. Це електротонічний потенціал, який, на відміну від потенціалу дії, пасивно поширюється по мембрані м’язових волокон. Якщо потенціал генератора перевищує поріг, потенціал дії створюється через відкриття каналів натрію та надходження іонів кальцію. Так відбувається скорочення м’язів.

Хвороби та недуги

При таких захворюваннях нервової системи, як епілепсія, змінюється природна поведінка нервових клітин деполяризації. Перевибудливість - результат. Епілептичні припадки характеризуються ненормальним виділенням нервових асоціацій, які порушують нормальну активність ділянок мозку. Це призводить до незвичного сприйняття та порушення рухових навичок, мислення та свідомості.

Вогнищева епілепсія вражає лімбічну систему або неокортекс. Глутаматергічна передача запускає збудливий постсинаптичний потенціал з високою амплітудою в цих областях. Таким чином активуються власні кальцієві канали мембрани і проходять особливо тривалу деполяризацію. Таким чином спрацьовують високочастотні вибухи потенціалів дії, оскільки вони характерні для епілепсії.

Аномальна активність поширюється в сукупності з декількох тисяч нервових клітин. Підвищена синаптична зв’язність нейронів також сприяє утворенню припадків. Те саме стосується аномальних властивостей внутрішньої мембрани, які в основному впливають на іонні канали. Механізми синаптичної передачі також часто змінюються з точки зору модифікації рецепторів. Стійкі судоми, ймовірно, є результатом синаптичних петельних систем, які можуть охоплювати більші ділянки мозку.

Деполяризаційні властивості нервових клітин змінюються не тільки при епілепсії. Численні препарати також впливають на деполяризацію і виражаються в надмірній або недостатній збудливості. До таких препаратів можна віднести, наприклад, міорелаксанти, які повністю розслаблюють скелетну мускулатуру, втручаючись в центральну нервову систему.

Введення звичайне, наприклад, для спастичності хребта. Особливо деполяризуючі міорелаксанти надають стимулюючу дію на м’язовий рецептор і, таким чином, ініціюють тривалу деполяризацію. На початку м'язи скорочуються після прийому ліків і викликають некоординований тремор м’язів, але незабаром вони викликають млявий параліч відповідних м’язів. Оскільки деполяризація м’язів зберігається, м'яз на мить непридатний.