إزالة الاستقطاب وإعادة استقطاب غشاء الخلية

الخلايا العصبية في حالة عدم وجود شحنة كهربائية عبر أغشية: السطح الخارجي للخلية موجب الشحنة وداخل الخلية مشحون سالبًا. يحدث نزع الاستقطاب عندما تعكس الخلية العصبية هذه الشحنات ؛ لإعادتهم إلى حالة السكون ، فإن الخلايا العصبية يرسل إشارة كهربائية أخرى. تحدث العملية برمتها عندما تسمح الخلية لأيونات معينة بالتدفق داخل وخارج الخلية.

الاستقطاب هو وجود شحنات كهربائية معاكسة على جانبي غشاء الخلية. في خلايا الدماغ ، الداخل مشحون سلبًا والشحنة الخارجية موجبة الشحنة. هناك حاجة لثلاثة عناصر على الأقل لجعل ذلك ممكنًا. أولاً ، تحتاج الخلية إلى جزيئات مثل الأملاح والأحماض التي تحتوي على شحنات كهربائية. ثانيًا ، تحتاج الخلية إلى غشاء لا يسمح للجزيئات المشحونة كهربائيًا بالمرور عبرها بحرية. يعمل هذا الغشاء على فصل الشحنات. ثالثًا ، تحتاج الخلايا إلى مضخات بروتينية في الغشاء يمكنها نقل الجزيئات المشحونة كهربائيًا إلى جانب واحد ، وتخزين نوع واحد من الجزيئات في هذا الجانب ونوع آخر على الجانب الآخر.

تصبح الخلية مستقطبة عن طريق تحريك وتخزين أنواع مختلفة من الجزيئات المشحونة كهربائيًا على جوانب مختلفة من غشاءها. يسمى الجزيء المشحون كهربائيًا

تتواصل الخلية العصبية مع خلية عصبية أخرى عن طريق إرسال إشارة كهربائية إلى أطراف أصابعها ، مما يجعل أطراف الأصابع تطلق مواد كيميائية تحفز خلية مجاورة. تُعرف هذه الإشارة الكهربائية ونوع الجهد ، المعروفين باسم إمكانات ما بعد المشبكي ، بزوال استقطاب متدرج للغشاء. إذا كانت كبيرة بما يكفي ، فإنها ستطلق إمكانية إجراء. تحدث إمكانات العمل عندما تفتح الخلايا العصبية قنوات بروتينية في غشاءها. تسمح هذه القنوات لأيونات الصوديوم بالتدفق من خارج الخلية إلى الخلية. يؤدي الاندفاع المفاجئ للصوديوم إلى الخلية إلى تغيير الشحنة الكهربائية داخل الخلية من سالب إلى موجب ، مما يؤدي أيضًا إلى تغيير الخارج من الموجب إلى السالب. يحدث حدث إزالة الاستقطاب إلى عودة الاستقطاب بالكامل في حوالي ملي ثانية ، مما يسمح للخلايا العصبية بإطلاق جهد فعل في رشقات نارية سريعة تسمح بالاتصال العصبي.

لا يمكن أن يحدث جهد فعل جديد حتى يتم استعادة الشحنة الكهربائية المناسبة عبر غشاء العصبون. هذا يعني أن الجزء الداخلي من الخلية يجب أن يكون سالبًا ، بينما يجب أن يكون الجزء الخارجي موجبًا. تستعيد الخلية هذه الحالة ، أو تعيد استقطاب نفسها ، عن طريق تشغيل مضخة بروتين في غشاءها. هذه المضخة تسمى مضخة الصوديوم والبوتاسيوم. مقابل كل ثلاثة أيونات صوديوم يضخها من الخلية ، فإنه يضخ في اثنين من البوتاسيوم. تقوم المضخات بذلك حتى يتم الوصول إلى الشحنة المناسبة داخل الخلية.