Nervne ćelije u mirovanju imaju električni naboj preko svojih opne: vanjska strana stanice je pozitivno nabijena, a unutarnja strana stanice je negativno nabijena. Depolarizacija se događa kada živčana stanica poništi te naboje; da ih vrate u stanje mirovanja, neurona šalje još jedan električni signal. Cijeli se proces događa kada stanica dopušta određenim ionima da uđu i izlaze iz stanice.
Kako polarizacija djeluje
Polarizacija je postojanje suprotnih električnih naboja s obje strane stanične membrane. U moždanim stanicama iznutra je negativno nabijena, a izvana pozitivno nabijena. Da bi to bilo moguće potrebna su najmanje tri elementa. Prvo, stanici trebaju molekule poput soli i kiselina koje na sebi imaju električne naboje. Drugo, stanici je potrebna membrana koja neće propustiti električki nabijene molekule da slobodno prolaze kroz nju. Takva membrana služi za odvajanje naboja. Treće, stanice u membrani trebaju imati proteinske pumpe koje mogu pomicati električno nabijene molekule na jednu stranu, pohranjujući jednu vrstu molekule s ove, a drugu vrstu s druge strane.
Postati polariziranim
Stanica polarizira pomicanjem i spremanjem različitih vrsta električno nabijenih molekula na različitim stranama svoje membrane. Električno nabijena molekula naziva se an ion. Neuroni pumpaju natrijeve ione iz sebe, istovremeno unoseći kalijeve ione. U stanju mirovanja - kada stanica ne šalje električni signal drugim stanicama - neuron ima oko 30 puta više natrijevih iona na svojoj vanjskoj strani nego unutra; suprotno se odnosi na kalijeve ione. U unutrašnjosti stanice također se nalaze molekule zvane organske kiseline. Te kiseline imaju negativne naboje, pa se dodaju negativnom naboju unutar stanice.
Depolarizacija i akcijski potencijal
Neuron komunicira s drugim neuronom slanjem električnog signala do vrhova prstiju zbog čega vrhovi prstiju oslobađaju kemikalije koje stimuliraju susjednu stanicu. Poznat kao postsinaptički potencijal, ovaj električni signal i vrsta potencijala definira stupnjevanu depolarizaciju membrane. Ako je dovoljno velik, potaknut će akcijski potencijal. Akcijski se potencijali događaju kada neuron otvori membranske proteinske kanale. Ti kanali omogućuju protok natrijevih iona izvana izvan stanice u stanicu. Iznenadni nalet natrija u stanicu mijenja električni naboj unutar stanice iz negativnog u pozitivni, koji također mijenja vanjski iz pozitivnog u negativni. Cjelokupni događaj depolarizacije do repolarizacije događa se za oko 2 milisekunde, omogućujući neuronima da aktiviraju akcijski potencijal u brzim rafalima dopuštajući neuronsku komunikaciju.
Proces repolarizacije
Novi akcijski potencijal ne može se dogoditi dok se ne uspostavi odgovarajući električni naboj preko neuronske membrane. To znači da unutrašnjost stanice mora biti negativna, dok vanjska strana mora biti pozitivna. Stanica obnavlja to stanje ili se repolarizira uključivanjem proteinske pumpe u membrani. Ova se pumpa naziva natrijevo-kalijeva pumpa. Za svaka tri natrijeva iona koja ispumpa iz stanice, upumpava dva kalijeva. Crpke to rade dok se ne postigne odgovarajuće punjenje unutar ćelije.
