Qu'est-ce que la dépolarisation neuronale et comment fonctionne-t-il?

Le fonctionnement de notre système nerveux, dans lequel le cerveau est inclus, est basé sur la transmission d'informations. Cette transmission est électrochimique et dépend de la génération d’impulsions électriques appelées potentiels d’action, qui sont transmises à travers les neurones à pleine vitesse. La génération d’impulsions est basée sur l’entrée et la sortie de différents ions et substances dans la membrane du neurone..

Ainsi, cette entrée et cette sortie provoquent les conditions et la charge électrique que la cellule doit normalement varier, ce qui déclenche un processus qui aboutira à l'émission du message.. Une des étapes que permet ce processus de transmission d’informations est la dépolarisation.. Cette dépolarisation est la première étape dans la génération d’un potentiel d’action, c’est-à-dire l’émission d’un message..

Afin de comprendre la dépolarisation, il est nécessaire de prendre en compte l'état des neurones dans des circonstances antérieures, c'est-à-dire lorsque le neurone est au repos. C’est dans cette phase, lorsque commence le mécanisme des événements, qu’il aboutira à l’apparition d’une impulsion électrique qui parcourra la cellule nerveuse jusqu’à sa destination, les zones adjacentes à un espace synaptique, pour finir par générer ou non une autre impulsion nerveuse dans un autre neurone. par une autre dépolarisation.

Quand le neurone n'agit pas: état de repos

Le cerveau humain fonctionne constamment tout au long de sa vie. Même pendant le sommeil, l'activité cérébrale ne s'arrête pas, simplement l'activité de certains emplacements du cerveau est considérablement réduite. Cependant, les neurones n'émettent pas toujours d'impulsions bioélectriques, mais sont dans un état de repos qui finit par se modifier pour générer un message..

Dans des circonstances normales, à l'état de repos, la membrane des neurones a une charge électrique spécifique de -70 mV, en raison de la présence d'anions ou d'ions chargés négativement à l'intérieur, en plus du potassium (bien qu'il ait une charge positive). Cependant, l'extérieur a une charge plus positive en raison de la plus grande présence de sodium, chargé positivement, ainsi que le chlore à charge négative. Cet état est maintenu en raison de la perméabilité de la membrane, qui au repos est facilement transférable au potassium.

Bien que par la force de diffusion (ou la tendance d'un fluide à être uniformément répartie en équilibrant sa concentration) et par la pression électrostatique ou l'attraction entre les ions de charge opposée, le milieu interne et externe soit égalisé, cette perméabilité rend très difficile, étant l'entrée d'ions positifs très progressive et limitée.

En outre, les neurones ont un mécanisme qui empêche le changement de l'équilibre électrochimique, appelé pompe à sodium et à potassium, qui expulse régulièrement trois ions sodium de l’intérieur pour laisser entrer deux potassium de l’extérieur. De cette façon, plus d'ions positifs sont expulsés que ce qui pourrait entrer, maintenant la charge électrique interne stable.

Cependant, ces circonstances changeront lors de la transmission d'informations à d'autres neurones, un changement qui, comme mentionné, commence par le phénomène appelé dépolarisation..

La dépolarisation

La dépolarisation est la partie du processus qui initie le potentiel d'action. En d’autres termes, c’est la partie du processus qui provoque la libération d’un signal électrique qui finira par voyager à travers le neurone pour provoquer la transmission d’informations par le système nerveux. En fait, si nous devions réduire toute activité mentale à un seul événement, la dépolarisation serait un bon candidat pour occuper ce poste. En effet, sans lui, il n'y aurait pas d'activité neuronale et nous ne pourrions même pas rester en vie..

Le phénomène même auquel se réfère ce concept est la augmentation soudaine et importante de la charge électrique à l'intérieur de la membrane neuronale. Cette augmentation est due à la constante des ions sodium chargés positivement à l'intérieur de la membrane neuronale. A partir du moment où se produit cette phase de dépolarisation, il s’ensuit une réaction en chaîne grâce à laquelle apparaît une impulsion électrique qui traverse le neurone et se rend dans une région éloignée de son point d’initiation et qui exprime son effet. dans un terminal nerveux situé à côté d'un espace synaptique et il meurt.

Le rôle des pompes à sodium et à potassium

Le processus commence dans l'axone des neurones, une zone dans laquelle il se trouve une grande quantité de récepteurs de sodium sensibles à la tension. Bien qu’ils soient normalement fermés, au repos, s’il existe une stimulation électrique dépassant un certain seuil d’excitation (pour passer de -70 mV à entre -65 mV et -40 mV), ces récepteurs sont ouverts..

Comme l'intérieur de la membrane est très négatif, les ions sodium positifs seront très attirés par la pression électrostatique, entrant en grande quantité. À la fois, la pompe à sodium / potassium est désactivée, de sorte qu'aucun ion positif n'est éliminé.

Au fil du temps, alors que l'intérieur de la cellule devient de plus en plus positif, d'autres canaux s'ouvrent, cette fois du potassium, qui a également une charge positive. En raison de la répulsion entre les charges électriques du même signe, le potassium finit par aller à l'extérieur. De cette façon, l'augmentation de la charge positive est ralentie, jusqu'à atteindre un maximum de + 40 mV à l'intérieur de la cellule.

À ce stade, les canaux qui ont lancé ce processus, les canaux sodiques, finissent par se fermer, de sorte que la dépolarisation s'achève. En outre, pendant un certain temps, ils resteront inactifs, évitant ainsi de nouvelles dépolarisations.. Le changement de polarité produit se déplacera le long de l'axone, sous forme de potentiel d'action, transmettre l'information au prochain neurone.

Et après?

La dépolarisation il se termine au moment où les ions sodium cessent d'entrer et enfin les canaux de cet élément sont fermés. Cependant, les canaux potassiques qui se sont ouverts en raison de la sortie de celui-ci de la charge positive entrante sont toujours ouverts, expulsant le potassium de manière constante..

Ainsi, avec le temps, cela produira un retour à l’état initial, une repolarisation et même il atteindra un point appelé hyperpolarisation en ce que, du fait de la production continue de sodium, la charge sera inférieure à l'état de repos, ce qui provoquera la fermeture des canaux potassiques et la réactivation de la pompe à sodium / potassium. Une fois que cela est fait, la membrane sera prête à recommencer tout le processus.

C'est un système de réajustement qui permet de revenir à la situation initiale malgré les changements subis par le neurone (et son environnement externe) au cours du processus de dépolarisation. Par contre, tout cela se passe très vite, afin de répondre à la nécessité du fonctionnement du système nerveux.

Références bibliographiques:

• Gil, R. (2002). Neuropsychologie Barcelone, Masson.

• Gómez, M. (2012). Psychobiologie Manuel de préparation CEDE PIR.12. CEDE: Madrid.

• Guyton, C.A. & Hall, J.E. (2012) Traité de physiologie médicale. 12ème édition. McGraw Hill.

• Kandel, E.R .; Schwartz, J.H. & Jessell, T.M. (2001). Principes de neuroscience. Madrid McGraw Hill.