Nervové bunky v pokoji majú elektrický náboj cez svoje membrány: vonkajšok článku je kladne nabitý a vnútro článku je záporne nabité. Depolarizácia nastane, keď nervová bunka obráti tieto náboje; zmeniť ich späť na stav v pokoji, neurón vyšle ďalší elektrický signál. Celý proces nastáva, keď bunka umožňuje prúdenie špecifických iónov do a z bunky.
Ako funguje polarizácia
Polarizácia je existencia opačných elektrických nábojov na oboch stranách bunkovej membrány. V mozgových bunkách je vnútro nabité negatívne a zvonka kladne. Aby to bolo možné, sú potrebné najmenej tri prvky. Najprv bunka potrebuje molekuly, ako sú soli a kyseliny, ktoré majú na sebe elektrické náboje. Po druhé, bunka potrebuje membránu, ktorá cez ňu nenechá voľne prechádzať elektricky nabité molekuly. Takáto membrána slúži na oddelenie nábojov. Po tretie, bunky musia mať v membráne proteínové pumpy, ktoré dokážu presúvať elektricky nabité molekuly na jednu stranu, pričom jeden typ molekuly uchovávajú na tejto strane a iný typ na druhej strane.
Stáva sa polarizovaným
Bunka sa polarizuje pohybom a ukladaním rôznych typov elektricky nabitých molekúl na rôznych stranách svojej membrány. Elektricky nabitá molekula sa nazýva ión. Neuróny zo seba odčerpávajú sodíkové ióny a pritom privádzajú ióny draslíka. V pokoji - keď bunka neposiela elektrický signál do iných buniek - má neurón na svojej vonkajšej strane asi 30-krát viac sodíkových iónov ako vo vnútri; opak platí pre ióny draslíka. Vnútro bunky tiež obsahuje molekuly nazývané organické kyseliny. Tieto kyseliny majú na sebe negatívne náboje, takže sa pridávajú k negatívnemu náboju vo vnútri bunky.
Depolarizácia a akčný potenciál
Neurón komunikuje s iným neurónom vysielaním elektrického signálu do končekov prstov, čo spôsobuje, že končeky prstov uvoľňujú chemikálie, ktoré stimulujú susednú bunku. Tento elektrický signál a typ potenciálu, ktorý je známy ako postsynaptický potenciál, definuje stupňovitú depolarizáciu membrány. Ak je dostatočne veľký, vyvolá akčný potenciál. Akčné potenciály sa vyskytujú, keď neurón otvorí proteínové kanály vo svojej membráne. Tieto kanály umožňujú sodíkovým iónom prúdiť z bunky do bunky. Náhly príval sodíka do článku zmení elektrický náboj vo vnútri článku z negatívneho na pozitívny, čo tiež zmení vonkajšok z pozitívneho na negatívny. Celá udalosť depolarizácie na repolarizáciu sa deje asi za 2 milisekundy, čo umožňuje neurónom spustiť akčný potenciál v rýchlych dávkach umožňujúcich neurónovú komunikáciu.
Proces repolarizácie
Nový akčný potenciál nemôže nastať, kým sa neobnoví správny elektrický náboj cez membránu neurónu. To znamená, že vnútro bunky musí byť negatívne, zatiaľ čo vonkajšok musí byť pozitívne. Bunka obnoví tento stav alebo sa sama repolarizuje zapnutím proteínovej pumpy vo svojej membráne. Toto čerpadlo sa nazýva sodno-draselné čerpadlo. Na každé tri sodíkové ióny, ktoré čerpajú z bunky, čerpajú dva draselné. Čerpadlá to robia, kým sa nedosiahne správny náboj vo vnútri bunky.