Le cellule nervose a riposo hanno una carica elettrica attraverso le loro membrane: l'esterno della cellula è caricato positivamente e l'interno della cellula è caricato negativamente. La depolarizzazione si verifica quando la cellula nervosa inverte queste cariche; per riportarli a uno stato di riposo, il neurone invia un altro segnale elettrico. L'intero processo si verifica quando la cellula consente agli ioni specifici di fluire dentro e fuori dalla cella.

Come funziona la polarizzazione

La polarizzazione è l'esistenza di cariche elettriche opposte su entrambi i lati di una membrana cellulare. Nelle cellule cerebrali, l'interno è caricato negativamente e l'esterno è caricato positivamente. Sono necessari almeno tre elementi per renderlo possibile. In primo luogo, la cellula ha bisogno di molecole come sali e acidi, che hanno cariche elettriche su di loro. In secondo luogo, la cellula ha bisogno di una membrana che non consenta alle molecole caricate elettricamente di attraversarlo liberamente. Tale membrana serve per separare le cariche. Terzo, le cellule hanno bisogno di avere pompe proteiche nella membrana che possono spostare molecole caricate elettricamente da un lato, immagazzinando un tipo di molecola su questo lato e un altro tipo sull'altro lato.

Diventare Polarizzati

Una cellula diventa polarizzata spostando e immagazzinando diversi tipi di molecole caricate elettricamente su diversi lati della sua membrana. Una molecola caricata elettricamente è chiamata ione. I neuroni pompano ioni di sodio fuori di sé, mentre portano ioni di potassio. A riposo - quando la cellula non invia un segnale elettrico ad altre cellule - un neurone ha circa 30 volte più ioni di sodio all'esterno che all'interno; il contrario si applica agli ioni di potassio. L'interno della cellula contiene anche molecole chiamate acidi organici. Questi acidi hanno cariche negative su di loro, quindi aggiungono alla carica negativa all'interno della cellula.

Depolarizzazione e potenziale d'azione

Un neurone comunica con un altro neurone inviando un segnale elettrico alla punta delle dita, che fa sì che i polpastrelli rilasciano sostanze chimiche che stimolano una cellula vicina. Conosciuto come potenziale postsinaptico, questo segnale elettrico e il tipo di potenziale definiscono una depolarizzazione graduale della membrana. Se è abbastanza grande, innescherà un potenziale d'azione. I potenziali d'azione si verificano quando il neurone apre i canali della proteina nella sua membrana. Questi canali permettono agli ioni di sodio di fluire dall'esterno della cellula alla cellula. L'improvviso afflusso di sodio nella cellula trasforma la carica elettrica all'interno della cellula da negativa a positiva, che cambia anche l'esterno da positivo a negativo. L'intero evento di depolarizzazione-a-ripolarizzazione avviene in circa 2 millisecondi, permettendo ai neuroni di innescare il potenziale d'azione in raffiche rapide permettendo la comunicazione neuronale.

Processo di ripolarizzazione

Un nuovo potenziale d'azione non può aver luogo fino a quando il viene ripristinata la corretta carica elettrica attraverso la membrana del neurone. Ciò significa che l'interno della cellula deve essere negativo, mentre l'esterno deve essere positivo. Una cellula ripristina questo stato, o ripolarizza se stesso, attivando una pompa proteica nella sua membrana. Questa pompa è chiamata pompa del sodio-potassio. Per ogni tre ioni di sodio pompa fuori da una cellula, pompa in due di potassio. Le pompe fanno questo fino al raggiungimento della carica adeguata all'interno di una cella.