Cellules nerveuses au repos ont une charge électrique à travers leur membranes: l'extérieur de la cellule est chargé positivement et l'intérieur de la cellule est chargé négativement. La dépolarisation se produit lorsque la cellule nerveuse inverse ces charges; pour les remettre en état de repos, le neurone envoie un autre signal électrique. L'ensemble du processus se produit lorsque la cellule permet à des ions spécifiques d'entrer et de sortir de la cellule.
Comment fonctionne la polarisation
La polarisation est l'existence de charges électriques opposées de part et d'autre d'une membrane cellulaire. Dans les cellules du cerveau, l'intérieur est chargé négativement et l'extérieur est chargé positivement. Au moins trois éléments sont nécessaires pour rendre cela possible. Premièrement, la cellule a besoin de molécules telles que des sels et des acides, qui portent des charges électriques. Deuxièmement, la cellule a besoin d'une membrane qui ne laissera pas les molécules chargées électriquement la traverser librement. Une telle membrane sert à séparer les charges. Troisièmement, les cellules doivent avoir des pompes à protéines dans la membrane qui peuvent déplacer des molécules chargées électriquement d'un côté, stockant un type de molécule de ce côté et un autre type de l'autre côté.
Devenir polarisé
Une cellule se polarise en déplaçant et en stockant différents types de molécules chargées électriquement sur différents côtés de sa membrane. Une molécule chargée électriquement est appelée un ion. Les neurones pompent les ions sodium hors d'eux-mêmes, tout en apportant des ions potassium. Au repos – lorsque la cellule n'envoie pas de signal électrique à d'autres cellules – un neurone a environ 30 fois plus d'ions sodium à l'extérieur qu'à l'intérieur; l'inverse s'applique aux ions potassium. L'intérieur de la cellule contient également des molécules appelées acides organiques. Ces acides ont des charges négatives sur eux, ils s'ajoutent donc à la charge négative à l'intérieur de la cellule.
Dépolarisation et potentiel d'action
Un neurone communique avec un autre neurone en envoyant un signal électrique au bout de ses doigts, ce qui provoque la libération par le bout des doigts de produits chimiques qui stimulent une cellule voisine. Connu sous le nom de potentiel postsynaptique, ce signal électrique et ce type de potentiel définissent une dépolarisation graduelle de la membrane. S'il est suffisamment grand, il déclenchera un potentiel d'action. Les potentiels d'action se produisent lorsque le neurone ouvre des canaux protéiques dans sa membrane. Ces canaux permettent aux ions sodium de s'écouler de l'extérieur de la cellule dans la cellule. La poussée soudaine de sodium dans la cellule change la charge électrique à l'intérieur de la cellule de négative à positive, ce qui change également l'extérieur de positive à négative. L'ensemble de l'événement de dépolarisation à repolarisation se produit en environ 2 millisecondes, permettant aux neurones de déclencher un potentiel d'action en rafales rapides permettant la communication neuronale.
Processus de repolarisation
Un nouveau potentiel d'action ne peut pas avoir lieu tant que la charge électrique appropriée à travers la membrane du neurone n'est pas restaurée. Cela signifie que l'intérieur de la cellule doit être négatif, tandis que l'extérieur doit être positif. Une cellule restaure cet état, ou se repolarise, en activant une pompe à protéines dans sa membrane. Cette pompe est appelée pompe sodium-potassium. Pour trois ions sodium qu'il pompe d'une cellule, il pompe deux ions potassium. Les pompes le font jusqu'à ce que la charge appropriée à l'intérieur d'une cellule soit atteinte.