Nervų ląstelės ramybės būsenoje turi elektros krūvį membranos: ląstelės išorė yra teigiamai įkrauta, o ląstelės vidus - neigiamai. Depoliarizacija įvyksta, kai nervinė ląstelė pakeičia šiuos krūvius; pakeisti juos į ramybės būseną neuronas siunčia kitą elektrinį signalą. Visas procesas vyksta, kai ląstelė leidžia tam tikriems jonams tekėti į ląstelę ir iš jos.
Kaip veikia poliarizacija
Poliarizacija yra priešingų elektrinių krūvių buvimas abiejose ląstelės membranos pusėse. Smegenų ląstelėse vidus yra neigiamai įkrautas, o išorė - teigiamai. Tam reikalingi bent trys elementai. Pirma, ląstelei reikia tokių molekulių kaip druskos ir rūgštys, kurios turi elektrinius krūvius. Antra, ląstelei reikia membranos, kuri neleistų elektrai įkrautoms molekulėms laisvai praeiti pro ją. Tokia membrana naudojama atskirti krūvius. Trečia, ląstelėse membranoje turi būti baltymų pompų, kurios galėtų elektriniu būdu įkrautas molekules perkelti į vieną pusę, vienoje molekulėje laikydamos vienos rūšies molekules, o kitoje - kitas.
Tapimas poliarizuotu
Ląstelė tampa poliarizuota, judėdama ir laikydama skirtingų tipų elektrinį krūvį turinčias molekules skirtingose savo membranos pusėse. Elektra įkrauta molekulė vadinama an jonų. Neuronai pumpuoja natrio jonus iš savęs, tuo pačiu įnešdami kalio jonų. Ramybės būsenoje - kai ląstelė nesiunčia elektrinio signalo kitoms ląstelėms - neurono išorėje yra apie 30 kartų daugiau natrio jonų nei viduje; kalio jonams priešingai. Ląstelės viduje taip pat yra molekulių, vadinamų organinėmis rūgštimis. Šios rūgštys turi neigiamų krūvių, todėl jos prideda neigiamą krūvį ląstelės viduje.
Depoliarizacija ir veiksmo potencialas
Neuronas bendrauja su kitu neuronu, siųsdamas į jo pirštų galus elektrinį signalą, dėl kurio pirštų galiukai išskiria chemines medžiagas, kurios stimuliuoja kaimyninę ląstelę. Žinomas kaip postsinapsinis potencialas, šis elektrinis signalas ir potencialo tipas apibrėžia laipsnišką membranos depoliarizaciją. Jei jis yra pakankamai didelis, jis sukels veiksmo potencialą. Veiksmo potencialai atsiranda, kai neuronas atidaro baltymų kanalus savo membranoje. Šie kanalai leidžia natrio jonams tekėti iš ląstelės išorės į ląstelę. Staigus natrio srautas į ląstelę keičia ląstelės viduje esantį elektrinį krūvį iš neigiamo į teigiamą, kuris išorę taip pat keičia iš teigiamo į neigiamą. Visas depoliarizacijos į repoliarizaciją įvykis įvyksta maždaug per 2 milisekundes, leidžiant neuronams greitai iššauti veikimo potencialą, leidžiantį neuronų bendravimą.
Repoliarizacijos procesas
Naujas veiksmo potencialas negali įvykti, kol nebus atstatytas tinkamas elektrinis krūvis per neurono membraną. Tai reiškia, kad ląstelės vidus turi būti neigiamas, o išorė - teigiama. Ląstelė atkuria šią būseną arba repoliarizuoja save, įjungdama baltymų siurblį savo membranoje. Šis siurblys vadinamas natrio-kalio siurbliu. Kiekvieniems trims natrio jonams jis išsiurbia iš ląstelės, jis pumpuoja du kalio jonus. Siurbliai tai daro tol, kol bus pasiektas tinkamas įkrovimas ląstelės viduje.