神経脱分極とは何ですか？どのように機能しますか？

四月 28, 2024

脳が含まれている私たちの神経系の機能は、情報の伝達に基づいています 。この伝達は電気化学的であり、活動電位として知られている電気パルスの生成に依存しており、これは全速度でニューロンを介して伝達される。パルスの生成は、ニューロンの膜内の異なるイオンおよび物質の進入および放出に基づく。

したがって、この入力および出力は、セルが通常変化しなければならない状態および電荷を生じさせ、メッセージの発行に至るプロセスを開始する。 情報を伝達するこのプロセスが許容するステップの1つは、脱分極 。この脱分極は、活動電位の生成、すなわちメッセージの放出の第一歩である。

脱分極を理解するためには、これ以前の状況、すなわちニューロンが休息状態にあるときのニューロンの状態を考慮する必要がある。シナプス空間に隣接する領域に到達するまで神経細胞を移動させ、別のニューロンに別の神経インパルスを生成させるか否かを決定する、電気インパルスの出現を終了させるのは、この段階にある別の脱分極によって。

ニューロンが動作しないとき：休止状態

人間の脳は、その人生を通して常に機能しています。 睡眠中でも脳活動は止まらない 特定の脳の場所の活動が大幅に減少します。しかし、ニューロンは常に生体電気パルスを放出しているわけではありませんが、メッセージを生成するために変化する休止状態にあります。

通常の状況下では、 休止状態では、ニューロンの膜は、-70mVの特定の電荷を有する （これには正の電荷があるが）カリウムに加えて、その中にアニオンまたは負に荷電したイオンが存在するために生じる。ただし、 外部はナトリウムのより多くの存在のためにより正の電荷を有する 正に帯電し、負電荷の塩素と一緒になる。この状態は、安静時にカリウムに容易に移行可能な膜の透過性により維持される。

拡散力（またはその濃度を均衡させることによって流体が均等に分布する傾向）および反対の電荷のイオン間の静電気圧力または引力によって、内部媒体と外部媒体が均等化されなければならないが、この透過性により、 陽イオンの入り口は非常に緩やかで制限されている .

また、 ニューロンは、電気化学的平衡が変化するのを防ぐメカニズム、いわゆるナトリウムおよびカリウムポンプ これは内部から3つのナトリウムイオンを定期的に排出し、外部から2つのカリウムを取り込む。このようにして、より正のイオンが放出され、内部電荷を安定に保つことができる。

しかし、これらの状況は、情報を他のニューロンに伝達するときに変わるであろう。これは、前述したように、脱分極現象として始まる変化である。

脱分極

脱分極は、作用の可能性を開始させる過程の一部である 。言い換えれば、それは、電気信号を放出させるプロセスの一部であり、神経系による情報の伝達を引き起こすためにニューロンを通って移動することになる。実際、すべての精神活動を1つのイベントに減らさなければならない場合、脱分極はそのポジションを埋める良い候補になります。それがなければ神経活動はなく、したがって生き残ることさえできないからです。

この概念が参照する現象自体は、 ニューロン膜内の電荷の突然の大きな増加 。この増加は、ニューロン膜内の正に荷電したナトリウムイオンの定数に起因する。この脱分極段階が起きた瞬間から、次に続くのは連鎖反応であり、これは、電気インパルスが、ニューロンを通り、それが開始された場所から遠い領域に向かって移動し、その効果を表すシナプス空間の隣に位置する神経終末において、それは消滅する。

ナトリウムとカリウムポンプの役割

このプロセスは、ニューロンの軸索の中で始まり、それが位置する領域である 電圧に敏感な大量のナトリウム受容体 。正常ではあるが、休止状態では、ある刺激閾値（-70mVから-65mVおよび-40mVの間に移行する）を超える電気刺激があると、前記受容体が開始し始める。

膜の内部が非常に負であるため、正のナトリウムイオンは、静電圧力のために非常に引き付けられ、多量に入る。同時に、 ナトリウム/カリウムポンプは不活性化されるので、陽イオンは除去されない .

時間が経つにつれて、細胞の内部がますます陽性になるにつれて、他のチャネルが開かれ、カリウムのこの時間もまた正の電荷を有する。同じ符号の電荷の反発のために、カリウムは外に出てしまう。このようにして、正電荷の増加が遅くなり、 細胞の内部で最大+ 40mVに達するまで .

この時点で、このプロセスを開始したチャネルであるナトリウムは、最終的に閉鎖し、脱分極が終了する。さらに、しばらくの間、彼らは新しい脱分極を回避して、非アクティブのままになります。 生成される極性の変化は、活動電位の形で軸索に沿って移動する 情報を次のニューロンに送信する。

そして？

脱分極 ナトリウムイオンが止まる瞬間に終了し、最後にこの元素のチャンネルが閉じられる 。しかし、陽性の流入電荷の逃避により開かれたカリウムチャネルは開いたままであり、カリウムは常に放出される。

したがって、時間とともに、元の状態に戻り、再分極を起こし、さらには それは過分極として知られるポイントに達する 連続的なナトリウムの出力のために、負荷は休止状態より低くなり、これはカリウムチャネルの閉鎖とナトリウム/カリウムポンプの再活性化を引き起こす。これが完了すると、メンブレンはプロセス全体を再び開始する準備が整います。

これは、脱分極の過程でニューロン（およびその外部環境）が経験した変化にもかかわらず、初期状態に戻ることを可能にする再調整のシステムです。一方、神経系の機能の必要性に対応するために、このすべてが非常に迅速に起こります。