უჯრედის მემბრანის დეპოლარიზაცია და რეპოლარიზაცია

Ნერვული უჯრედები დასვენების დროს აქვთ ელექტრული მუხტი მთელს მათში გარსები: უჯრედის გარე მხარე დადებითად დამუხტულია და უჯრედის შიგნით უარყოფითად დამუხტული. დეპოლარიზაცია ხდება მაშინ, როდესაც ნერვული უჯრედი უკუაგდებს ამ მუხტებს; შეცვალოს ისინი დასვენების მდგომარეობაში ნეირონი აგზავნის სხვა ელექტრო სიგნალს. მთელი პროცესი ხდება მაშინ, როდესაც უჯრედი უშვებს სპეციფიკურ იონებს უჯრედში.

პოლარიზაცია არის უჯრედის მემბრანის ორივე მხარეს საპირისპირო ელექტრული მუხტების არსებობა. ტვინის უჯრედებში შიგნით უარყოფითად დამუხტულია, ხოლო გარეთ პოზიტიურად დამუხტული. მინიმუმ სამი ელემენტია საჭირო, რომ ეს შესაძლებელი გახდეს. პირველ რიგში, უჯრედს სჭირდება მოლეკულები, როგორიცაა მარილები და მჟავები, რომლებზეც ელექტრული მუხტებია. მეორე, უჯრედს ესაჭიროება მემბრანა, რომელიც არ დაუშვებს მასში თავისუფლად გაიაროს ელექტრონულად დამუხტული მოლეკულები. ასეთი მემბრანა მუხტების გამიჯვნას ემსახურება. მესამე, უჯრედებს მემბრანაში უნდა ჰქონდეთ ცილის ტუმბოები, რომლებსაც შეუძლიათ ელექტრონულად დამუხტული მოლეკულების გადაადგილება ერთ მხარეს, ამ მხარეს ინახავს ერთი ტიპის მოლეკულები და მეორე მხარეს მეორე ტიპი.

უჯრედი პოლარიზდება მისი გარსის სხვადასხვა მხარეს სხვადასხვა სახის ელექტრონულად დამუხტული მოლეკულების გადაადგილებით და შენახვით. ელექტრონულად დამუხტულ მოლეკულას ეწოდება იონი. ნეირონები ნატრიუმის იონებს იღებენ საკუთარი თავისგან, ხოლო კალიუმის იონებს შემოაქვთ. დანარჩენი მდგომარეობის დროს - როდესაც უჯრედი არ აგზავნის ელექტრულ სიგნალს სხვა უჯრედებში - ნეირონს დაახლოებით 30-ჯერ მეტი აქვს ნატრიუმის იონები, ვიდრე შიგნით; პირიქით ვრცელდება კალიუმის იონებზე. უჯრედის შიგნით ასევე შეიცავს მოლეკულებს, რომლებსაც ორგანულ მჟავებს უწოდებენ. ამ მჟავებს აქვთ უარყოფითი მუხტები, ამიტომ უჯრედის შიგნით ნეგატიურ მუხტს ემატება.

ნეირონი სხვა ნეირონთან ურთიერთობს თითის წვერებზე ელექტრული სიგნალის გაგზავნით, რაც იწვევს თითის წვერებს ქიმიური ნივთიერებების გამოყოფას, რომლებიც ასტიმულირებენ მეზობელ უჯრედს. პოსტინსაფსიური პოტენციალის სახელით ცნობილი, ეს ელექტრული სიგნალი და პოტენციალის ტიპი განსაზღვრავს მემბრანის ეტაპობრივ დეპოლარიზაციას. თუ ის საკმარისად დიდია, ეს გამოიწვევს სამოქმედო პოტენციალს. მოქმედების პოტენციალი ხდება მაშინ, როდესაც ნეირონი ხსნის ცილის არხებს მის მემბრანაში. ეს არხები საშუალებას აძლევს ნატრიუმის იონებს უჯრედის გარედან უჯრედში ჩაედინონ. უჯრედში ნატრიუმის უეცარი შევარდნა ცვლის ელექტრულ მუხტს უჯრედის შიგნით უარყოფითიდან პოზიტიურზე, რომელიც ასევე ცვლის გარედან დადებითს უარყოფითში. დეპოლარიზაციამდე რეპოლარიზაციის მთელი მოვლენა ხდება დაახლოებით 2 მილიწამში, რაც ნეირონებს საშუალებას აძლევს მოქმედების პოტენციალი გაუშვან სწრაფი აფეთქებებით, რაც ნევრონულ კომუნიკაციას იძლევა.

მოქმედების ახალი პოტენციალი ვერ მოხდება, სანამ ნეირონის მემბრანის სათანადო ელექტრული მუხტი არ აღდგება. ეს ნიშნავს, რომ უჯრედის შიგნი უნდა იყოს ნეგატიური, ხოლო გარეთ პოზიტიური. უჯრედი აღადგენს ამ მდგომარეობას ან რეპოლარიზაციას ახდენს თავის მემბრანაში ცილის ტუმბოს ჩართვით. ამ ტუმბოს ნატრიუმ-კალიუმის ტუმბო ეწოდება. ნატრიუმის ყოველი სამი იონიდან ტუმბოს უჯრედიდან, დატუმბავს ორ კალიუმს. ტუმბოები ამას აკეთებენ, სანამ უჯრედის შიგნით სათანადო მუხტი არ მიიღწევა.