Nervu šūnas miera stāvoklī visā elektriskajā lādiņā membrānas: šūnas ārpuse ir pozitīvi uzlādēta, un šūnas iekšpuse ir negatīvi uzlādēta. Depolarizācija notiek, kad nervu šūna apgriež šos lādiņus; lai tos atkal nomainītu miera stāvoklī, neirons nosūta citu elektrisko signālu. Viss process notiek, kad šūna ļauj konkrētiem joniem ieplūst šūnā un no tās.
Kā darbojas polarizācija
Polarizācija ir pretēju elektrisko lādiņu esamība abās šūnas membrānas pusēs. Smadzeņu šūnās iekšpuse ir negatīvi uzlādēta, un ārpuse ir pozitīvi uzlādēta. Lai to panāktu, nepieciešami vismaz trīs elementi. Pirmkārt, šūnai ir vajadzīgas tādas molekulas kā sāļi un skābes, uz kurām ir elektriskie lādiņi. Otrkārt, šūnai ir nepieciešama membrāna, kas neļaus elektriski uzlādētām molekulām brīvi iziet cauri tai. Šāda membrāna kalpo lādiņu atdalīšanai. Treškārt, šūnās membrānā jābūt olbaltumvielu sūkņiem, kas elektriski uzlādētas molekulas var pārvietot uz vienu pusi, vienā pusē uzglabājot viena veida molekulas, bet otrā - otru.
Kļūstot polarizēts
Šūna kļūst polarizēta, pārvietojot un uzglabājot dažāda veida elektriski uzlādētas molekulas dažādās membrānas pusēs. Elektriski uzlādētu molekulu sauc par jonu. Neironi izsūc nātrija jonus no sevis, vienlaikus ievedot kālija jonus. Mierīgā stāvoklī - kad šūna nesūta elektrisko signālu citām šūnām - neirona ārpusē ir apmēram 30 reizes vairāk nātrija jonu nekā iekšpusē; pretējais attiecas uz kālija joniem. Šūnas iekšpusē ir arī molekulas, ko sauc par organiskām skābēm. Šīm skābēm ir negatīvi lādiņi, tāpēc tie palielina negatīvo lādiņu šūnas iekšienē.
Depolarizācija un rīcības potenciāls
Neirons sazinās ar citu neironu, nosūtot uz pirkstu galiem elektrisko signālu, kura rezultātā pirkstu gali atbrīvo ķīmiskas vielas, kas stimulē kaimiņu šūnu. Pazīstams kā postsinaptiskais potenciāls, šis elektriskais signāls un potenciāla tips nosaka pakāpenisku membrānas depolarizāciju. Ja tas ir pietiekami liels, tas izraisīs darbības potenciālu. Darbības potenciāls rodas, kad neirons atver membrānas olbaltumvielu kanālus. Šie kanāli ļauj nātrija joniem plūst no šūnas ārpus šūnas. Pēkšņa nātrija ieplūšana šūnā maina elektrisko lādiņu šūnas iekšpusē no negatīvas uz pozitīvu, kas arī ārpusi maina no pozitīvas uz negatīvu. Viss depolarizācijas-repolarizācijas notikums notiek apmēram 2 milisekunžu laikā, ļaujot neironiem iedarbināt darbības potenciālu ātros pārrāvumos, ļaujot neironu komunikācijai.
Repolarizācijas process
Jauns darbības potenciāls nevar notikt, kamēr nav atjaunota pareizā elektriskā lādiņa neirona membrānā. Tas nozīmē, ka šūnas iekšpusei jābūt negatīvai, bet ārpusei - pozitīvai. Šūna atjauno šo stāvokli vai repolarizējas pati, ieslēdzot olbaltumvielu sūkni tās membrānā. Šo sūkni sauc par nātrija-kālija sūkni. Katriem trim nātrija joniem tas izsūknē no šūnas, tajā iesūc divus kālija jonus. Sūkņi to dara, līdz tiek sasniegta pienācīga lādiņa šūnas iekšpusē.