Что такое деполяризация?

Нервные клетки имеют отрицательный электрический заряд через свои плазматические мембраны, известный как потенциал покоя. Плазматическая мембрана представляет собой тонкий пограничный слой, который охватывает нервную клетку, и потенциал покоя существует, потому что внутренняя часть клетки заряжена отрицательно по сравнению с внешней. Когда нейротрансмиттер, химическое вещество, которое переносит сигналы между нервными клетками, попадает на мембрану или мембрана нарушается механически, заряд через мембрану изменяется, становясь более положительным. Это изменение называется деполяризацией, и, если оно достигает определенного уровня, возникает то, что называется потенциалом действия, когда электрический импульс передается по нерву. После потенциала действия мембрана переполяризована, снова становится отрицательно заряженной и восстанавливает потенциал покоя.

Потенциал покоя мембран нервных клеток создается неравными концентрациями положительно заряженных ионов натрия и ионов калия на каждой стороне мембраны. Внутри клетки содержится больше калия, а снаружи - больше натрия. Причиной этого является натриево-калиевый насос, расположенный в клеточной мембране, который активно выводит натрий из клетки и калий в клетку.

В мембране есть каналы, через которые могут проходить ионы натрия и калия, но когда мембрана находится в состоянии покоя, натриевые каналы закрыты и открыты только некоторые из калиевых каналов. Ионы натрия вынуждены оставаться вне клетки, в то время как некоторые ионы калия выходят из клетки, чтобы присоединиться к ним через открытые каналы. Конечным результатом является то, что положительно заряженные ионы оказываются вне клетки, чем внутри, и это создает отрицательный заряд через мембрану, известный как потенциал покоя, который необходим, если должна произойти деполяризация нейрона.

Для того чтобы потенциал действия имел место, сначала необходимо стимулировать нервную клетку, растягивая ее или прибегая к нейротрансмиттеру. Затем происходит деполяризационный эффект, потому что натриевые каналы открываются и пропускают натрий в клетку, увеличивая количество положительно заряженных ионов внутри и делая электрический потенциал через мембрану более положительным. Как только деполяризация достигает порогового уровня, сразу открывается много натриевых каналов, и возникает потенциал действия, когда внезапно происходит полная деполяризация мембраны, причем деполяризация также проходит по нервной клетке волной.

После деполяризации реполяризация происходит после короткого интервала, известного как рефрактерный период. В течение этого периода любое дальнейшее воздействие на клетку не оказывает влияния. Рефрактерный период длится всего доли секунды, что позволяет нерву срабатывать много раз в течение одной секунды. Реполяризация вовлекает ионы калия, выходящие из клетки сначала, прежде чем натрий активно откачан. Как только мембранный потенциал достиг необходимого отрицательного заряда, потенциал покоя достигается, и нерв снова готов к стрельбе.