деполяризация

Най- деполяризация е отмяна на разликите в заряда на двете мембранни страни на нервна или мускулна клетка. Мембранният потенциал се променя на по-малко отрицателен. При заболявания като епилепсия деполяризационното поведение на нервните клетки се променя.

Какво представлява деполяризацията?

В състояние на покой съществува поляризация между двете страни на непокътната мембрана на нервните клетки, която също е известна като мембранен потенциал. Разделянето на зарядите създава електрически полюси в клетъчната мембрана. Деполяризацията е загубата на тези свойства, тъй като възниква в началото на стимулация. По време на деполяризацията разликата в заряда между двете страни на биологичната мембрана отменя за кратко време.

В неврологията под деполяризация се разбира промяната на мембранния потенциал в положителни или по-малко отрицателни стойности, както се случва при преминаване на потенциал за действие. Реконструкцията на първоначалната поляризация се извършва към края на този процес и е известна още като реполяризация.

Обратното на деполяризацията е това, което е известно като хиперполяризация, при което напрежението между вътрешната и външната страна на биологичната мембрана става още по-силно и по този начин се издига над напрежението на потенциала за почивка.

Функция и задача

Мембраните на здравите клетки са винаги поляризирани и следователно имат мембранен потенциал. Този потенциал на мембраната е резултат от различната концентрация на йони от двете страни на мембраната. Например йонните помпи са разположени в клетъчната мембрана на невроните. Тези помпи трайно създават неравномерно разпределение по повърхността на мембраната, което се различава от заряда от вътрешната страна на мембраната. Вътреклетъчното има излишък от отрицателни йони и клетъчната мембрана е по-положително заредена отвън, отколкото отвътре. Това води до отрицателна потенциална разлика.

Клетъчната мембрана на невроните има селективна пропускливост и следователно е различно пропусклива за различни заряди. Поради тези свойства, неврон има електрически мембранен потенциал. В състояние на покой мембранният потенциал се нарича потенциал за покой и е около -70 mV.

Електропроводимите клетки се деполяризират веднага щом достигнат потенциал за действие. Мембранният заряд се отслабва по време на деполяризацията, тъй като йонните канали се отварят. Йони се вливат в мембраната през отворените канали чрез дифузия и по този начин намаляват съществуващия потенциал. Например, натриевите йони се вливат в нервната клетка.

Това изместване на заряда балансира мембранния потенциал и по този начин обръща заряда. В най-широк смисъл мембраната все още е поляризирана по време на потенциал за действие, но в обратна посока.

В нервните клетки деполяризацията е или сублиминална, или супра-прагова. Прагът съответства на праговия потенциал за отваряне на йонните канали. Обикновено праговият потенциал е около -50 mV. По-големите стойности придвижват йонните канали до отвора и задействат потенциал за действие. Сублималната деполяризация кара мембранния потенциал да се върне към почиващия мембранен потенциал и не задейства никакъв потенциал за действие.

Освен нервните клетки, мускулните клетки могат да бъдат деполяризирани и когато достигнат потенциал за действие. Възбуждането се предава от централните нервни влакна към мускулните влакна чрез крайната плоча на двигателя. Крайната плоча има катионни канали, които могат да провеждат натриеви, калиеви и калциеви йони. Преди всичко, натриевите и калциевите йонни течения протичат през каналите поради техните специални движещи сили и по този начин деполяризират мускулната клетка.

В мускулната клетка потенциалът на крайната плоча се увеличава от потенциала на мембраната в покой до така наречения генератор. Това е електротоничен потенциал, който за разлика от потенциала на действие се разпространява пасивно по мембраната на мускулните влакна. Ако потенциалът на генератора е над прага, се създава потенциал за действие чрез отваряне на натриевите канали и навлизането на калциеви йони. Така се получава свиването на мускулите.

Болести и неразположения

При заболявания на нервната система като епилепсия естественото поведение на деполяризацията на нервните клетки се променя. Резултатът е свръхвъзбудимост. Епилептичните припадъци се характеризират с ненормално изхвърляне на невронни асоциации, които нарушават нормалната активност на зоните на мозъка. Това води до необичайни възприятия и нарушения на двигателните умения, мислене и съзнание.

Фокалната епилепсия засяга лимбичната система или неокортекса. Глутаматергичното предаване задейства възбуждащ постсинаптичен потенциал с висока амплитуда в тези области. По този начин собствените калциеви канали на мембраната се активират и претърпяват особено дълготрайна деполяризация. По този начин се задействат високочестотни изблици на потенциални действия, тъй като те са характерни за епилепсията.

Ненормалната активност се разпространява в съвкупност от няколко хиляди нервни клетки. Повишената синаптична свързаност на невроните също допринася за генерирането на пристъпите. Същото важи и за ненормалните свойства на вътрешната мембрана, които засягат главно йонните канали. Синаптичните механизми за предаване също често се променят по отношение на модификациите на рецепторите. Устойчивите гърчове вероятно са резултат от синаптични контурни системи, които могат да обхващат по-големи области на мозъка.

Свойствата на деполяризация на нервните клетки се променят не само при епилепсия. Множество лекарства също имат ефект върху деполяризацията и се изразяват в свръх или недостатъчна възбудимост. Тези лекарства включват например мускулни релаксанти, които напълно отпускат скелетните мускули чрез намеса в централната нервна система.

Приложението е обичайно за гръбначна спастичност, например. Особено деполяризиращите мускулни релаксанти имат стимулиращ ефект върху мускулния рецептор и по този начин инициират дълготрайна деполяризация. В началото мускулите се свиват след приема на медикаменти и задействат некоординиран мускулен тремор, но малко след това предизвикват хлабава парализа на съответните мускули. Тъй като деполяризацията на мускулите продължава, мускулът е моментно неизчерпаем.