Co je depolarizace?

Nervové buňky mají záporný elektrický náboj přes své plazmatické membrány, známý jako klidový potenciál. Plazmatická membrána je tenká mezní vrstva, která obklopuje nervovou buňku, a klidový potenciál existuje, protože vnitřek buňky je ve srovnání s vnější stranou záporně nabitý. Když neurotransmiter, chemická látka, která přenáší signály mezi nervovými buňkami, dorazí na membránu nebo je membrána mechanicky narušena, náboj přes membránu se mění a stává se více pozitivní. Tato změna je známa jako depolarizace a pokud dosáhne určité úrovně, vzniká tzv. Akční potenciál, kde je elektrický nerv přenášen podél nervu. Po akčním potenciálu je membrána repolarizována, znovu nabitá negativně a obnovuje klidový potenciál.

Klidový potenciál membrán nervových buněk je vytvářen nestejnými koncentracemi pozitivně nabitých iontů sodíku a draslíku na každé straně membrány. V buňce je více draslíku a více sodíku vně buňky. Důvodem je pumpa sodíku a draslíku umístěná v buněčné membráně, která aktivně přesouvá sodík z buňky a draslík do buňky.

V membráně jsou kanály, kterými mohou ionty sodíku a draslíku procházet, ale když je membrána v klidu, sodíkové kanály jsou uzavřeny a pouze některé draslíkové kanály jsou otevřené. Sodné ionty jsou nuceny zůstat mimo buňku, zatímco některé draselné ionty unikají z buňky, aby se k nim připojily otevřenými kanály. Čistým výsledkem je, že pozitivně nabité ionty končí mimo buňku než uvnitř, a to vytváří záporný náboj přes membránu, známý jako klidový potenciál, což je nezbytné, pokud má dojít k depolarizaci neuronů.

Aby došlo k akčnímu potenciálu, musí být nejprve nervová buňka stimulována natažením nebo příchodem neurotransmiteru. Poté dochází k depolarizačnímu účinku, protože sodíkové kanály se otevírají a umožňují sodíku do buňky, zvyšují počet pozitivně nabitých iontů uvnitř a zvyšují pozitivní elektrický potenciál přes membránu. Jakmile depolarizace dosáhne prahové úrovně, otevře se mnoho sodíkových kanálů najednou a dojde k akčnímu potenciálu, kde dojde k náhlému úplnému depolarizaci membrány, přičemž depolarizace také prochází ve nervové buňce ve vlně.

Po depolarizaci dochází k repolarizaci po krátkém intervalu známém jako refrakterní perioda. Během této doby žádný další stimul aplikovaný na buňku nemá žádný účinek. Žáruvzdorné období trvá jen zlomek sekundy, což umožňuje nervu střílet mnohokrát v prostoru jedné sekundy. Repolarizace zahrnuje ionty draslíku, které se nejprve pohybují z buňky, než se sodík aktivně vyčerpá. Jakmile membránový potenciál dosáhne potřebného záporného náboje, dosáhne se klidového potenciálu a nerv je připraven znovu střílet.