Qu'est-ce que la dépolarisation?
Les cellules nerveuses ont une charge électrique négative à travers leurs membranes plasmiques, appelée potentiel de repos. La membrane plasmique est une mince couche limite qui entoure la cellule nerveuse et le potentiel de repos existe parce que l'intérieur de la cellule est chargé négativement par rapport à l'extérieur. Lorsqu'un neurotransmetteur, une substance chimique qui transporte des signaux entre les cellules nerveuses, arrive à la membrane ou est perturbé mécaniquement, la charge à travers la membrane change et devient plus positive. Ce changement est connu sous le nom de dépolarisation et, s'il atteint un certain niveau, il se produit ce qui s'appelle un potentiel d'action, où une impulsion électrique est transmise le long du nerf. Suite à un potentiel d'action, la membrane se repolarise, redevient chargée négativement et restaure le potentiel de repos.
Le potentiel de repos des membranes des cellules nerveuses est créé par des concentrations inégales d'ions sodium et de potassium chargés positivement de chaque côté de la membrane. Il y a plus de potassium à l'intérieur de la cellule et plus de sodium à l'extérieur de la cellule. La raison en est une pompe sodium-potassium située dans la membrane cellulaire, qui déplace activement le sodium hors de la cellule et le potassium dans la cellule.
Il existe des canaux dans la membrane à travers lesquels les ions sodium et potassium peuvent voyager, mais lorsque la membrane est au repos, les canaux sodiques sont fermés et seuls certains des canaux potassiques sont ouverts. Les ions sodium sont obligés de rester en dehors de la cellule, tandis que certains ions potassium s'échappent de la cellule pour les rejoindre par les canaux ouverts. Le résultat net est que les ions plus positivement chargés se retrouvent à l'extérieur de la cellule qu'à l'intérieur, ce qui crée la charge négative à travers la membrane, appelée potentiel de repos, qui est nécessaire si une dépolarisation des neurones doit se produire.
Pour qu'un potentiel d'action se produise, la cellule nerveuse doit d'abord être stimulée par étirement ou par l'arrivée d'un neurotransmetteur. Un effet dépolarisant se produit alors parce que les canaux sodiques s’ouvrent et permettent au sodium de pénétrer dans la cellule, ce qui augmente le nombre d’ions chargés positivement à l’intérieur et rend le potentiel électrique à travers la membrane plus positif. Une fois que la dépolarisation atteint un seuil, de nombreux canaux sodiques s'ouvrent en même temps et un potentiel d'action se produit, où une dépolarisation complète de la membrane se produit soudainement, la dépolarisation passant également le long de la cellule nerveuse lors d'une onde.
Après la dépolarisation, la repolarisation se produit après un bref intervalle appelé période réfractaire. Pendant cette période, aucun stimulus supplémentaire appliqué à la cellule n’a aucun effet. La période réfractaire ne dure qu'une fraction de seconde, permettant à un nerf de se déclencher plusieurs fois en une seconde. La repolarisation implique que les ions potassium quittent la cellule en premier, avant que le sodium ne soit activement pompé. Une fois que le potentiel de membrane a atteint la charge négative nécessaire, le potentiel de repos est atteint et le nerf est prêt à fonctionner à nouveau.