Depolarizacija je odprava nabojnih razlik na obeh membranskih straneh živčne ali mišične celice. Membranski potencial se zaradi tega spremeni v manj negativnega. Pri boleznih, kot so epilepsija, spremeni se vedenje depolarizacije živčnih celic.
Kaj je depolarizacija?
Depolarizacija je odprava nabojnih razlik na obeh membranskih straneh živčne ali mišične celice. Polarizacija obstaja med obema stranema nedotaknjenega živčne celice membrana v mirovanju, znana tudi kot membranski potencial. Električni drogovi se tvorijo v celična membrana kot posledica ločevanja naboja. Depolarizacija je izguba teh lastnosti, saj se pojavi na začetku vzbujanja. Tako se med depolarizacijo razlika naboja med obema stranema biološke membrane za trenutek ukine. V nevrologiji je depolarizacija sprememba membranskega potenciala na pozitivne ali manj negativne vrednosti, kot se zgodi, ko an akcijski potencial je sprejet. Rekonstrukcija prvotne polarizacije se pojavi proti koncu tega procesa in se imenuje tudi repolarizacija. Nasprotno od depolarizacije se razume hiperpolarizacija, pri kateri napetost med notranjostjo in zunanjostjo biološke membrane postane še močnejša in narašča nad napetostjo mirujočega potenciala.
Funkcija in naloga
Membrane zdravih celic so vedno polarizirane in tako kažejo membranski potencial. Ta membranski potencial je posledica razlike v ionu koncentracija na obeh straneh membrane. Na primer, ionske črpalke se nahajajo v celična membrana nevronov. Te črpalke trajno povzročajo neenakost distribucija na površini membrane, ki se razlikuje od naboja na notranji strani membrane. Znotrajcelično je torej presežek negativnih ionov in celična membrana je bolj pozitivno napolnjen od zunaj kot od znotraj. Posledica tega je negativna potencialna razlika. Celična membrana nevronov ima selektivno prepustnost in je zato različno prepustna za različne naboje. Zaradi teh lastnosti ima nevron električni membranski potencial. V stanju mirovanja se membranski potencial imenuje potencial mirovanja in je približno -70 mV. Električno prevodne celice se depolarizirajo takoj, ko se akcijski potencial jih doseže. Membranski naboj se med depolarizacijo oslabi, ko se ionski kanali odprejo. Ioni se skozi odprte kanale z difuzijo pretakajo v membrano in tako zmanjšajo obstoječi potencial. Na primer, natrijev ioni tečejo v živčne celice. Ta premik naboja uravnava membranski potencial in tako naboj obrne. Tako je v najširšem pomenu membrana še vedno polarizirana med akcijski potencial, vendar v nasprotno smer. V nevronih je depolarizacija podpraga ali nadpraga. Prag ustreza pragu potenciala za odpiranje ionskega kanala. Običajno je mejni potencial približno -50 mV. Večje vrednosti premikajo ionske kanale, da se odprejo in sprožijo akcijski potencial. Subliminalna depolarizacija povzroči, da se membranski potencial vrne v mirujoči membranski potencial in ne sproži akcijskega potenciala. Poleg živčnih celic so mišične celice sposobne tudi depolarizirati, ko akcijski potencial doseže njih. Iz osrednjih živčnih vlaken se vzbujanje prenaša na mišična vlakna preko končne plošče motorja. V ta namen ima končna plošča kationske kanale, ki lahko vodijo natrijev, kalij in kalcij ioni. Natrijev in kalcij Po kanalih tečejo zlasti ionski tokovi zaradi njihovih posebnih pogonskih sil in s tem depolarizirajo mišično celico. V mišični celici se potencial končne plošče dvigne od potenciala počivajoče membrane do tako imenovanega generatorja. To je elektrotonični potencial, ki se za razliko od akcijskega potenciala širi pasivno po membrani mišičnih vlaken. Če je potencial generatorja nadprag, se z odprtjem natrijevih kanalov ustvari akcijski potencial kalcij prihajajo ioni. Tako pride do krčenja mišic.
Bolezni in motnje
In živčni sistem bolezni, kot so epilepsija, naravno vedenje depolarizacije živčnih celic se spremeni. Rezultat je hiperekscitabilnost. Za epileptične napade je značilno nenormalno odvajanje nevronskih združb, ki motijo normalno aktivnost možganov Z njim se pojavijo nenavadne zaznave in motnje motorične funkcije, mišljenja in zavesti. Osrednji epilepsija vpliva na limbični sistem or neokorteks. Glutamatergični prenos na teh območjih sproži vzbujevalni postsinaptični potencial velike amplitude. Tako se membranski kalcijevi kanali aktivirajo in še posebej dolgotrajno depolarizirajo. Na ta način se sprožijo visokofrekvenčni izbruhi akcijskih potencialov, značilni za epilepsijo. Nenormalna aktivnost se širi v več tisoč nevronih. Povečana sinaptična povezanost nevronov prav tako prispeva k nastanku napadov. Enako velja za nenormalne lastnosti notranjih membran, ki v glavnem vključujejo ionske kanale. Tudi mehanizmi sinaptičnega prenosa so pogosto spremenjeni v smislu modifikacije receptorjev. Vztrajni napadi naj bi bili posledica sinaptičnih zančnih sistemov, ki lahko vključujejo večje možganov območjih. Depolarizacijske lastnosti nevronov se ne spreminjajo samo pri epilepsiji. Številni droge kažejo tudi učinke na depolarizacijo in se kažejo bodisi kot hiperexcitabilnost ali hiperexcitabilnost. Te droge vključujejo na primer mišične relaksante, ki povzročajo popolno sprostitev skeletnih mišic z motenjem osrednje živčni sistem. Administracija je pogost, na primer pri hrbtenici spastičnost. Natančneje, depolarizirajoče mišične relaksante delujejo vzbujevalno na receptor mišic in sprožijo dolgotrajno depolarizacijo. Na začetku se mišice po drogi skrčijo uprava, ki sprožijo nekoordinirano tresenje mišic, vendar kmalu zatem povzročijo ohlapno paralizo posameznih mišic. Ko depolarizacija mišic traja, je mišica trenutno neizprosna.
