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 in uno stato di riposo, il neurone invia un altro segnale elettrico. L'intero processo si verifica quando la cellula consente a ioni specifici di fluire dentro e fuori dalla cellula.
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. Innanzitutto, la cellula ha bisogno di molecole come sali e acidi, che hanno cariche elettriche. In secondo luogo, la cellula ha bisogno di una membrana che non permetterà alle molecole cariche elettricamente di attraversarla liberamente. Tale membrana serve a separare le cariche. In terzo luogo, le cellule devono avere pompe proteiche nella membrana in grado di spostare molecole cariche elettricamente su un lato, memorizzando un tipo di molecola su questo lato e un altro tipo sull'altro lato.
Diventando polarizzati
A la cellula si polarizza spostando e immagazzinando diversi tipi di molecole caricate elettricamente su diversi lati della sua membrana. Una molecola caricata elettricamente si chiama ione. I neuroni pompano gli ioni sodio da se stessi, mentre portano gli ioni potassio. A riposo - quando la cellula non invia un segnale elettrico ad altre cellule - un neurone ha circa 30 volte più ioni 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 si aggiungono alla carica negativa all'interno della cellula.
Depolarizzazione e potenziale d'azione
Un neurone comunica con un altro neurone inviando un segnale elettrico sulla punta delle dita, che provoca il punta delle dita per rilasciare sostanze chimiche che stimolano una cellula vicina. Conosciuto come potenziale postsinaptico, questo segnale elettrico e questo tipo di potenziale definisce una depolarizzazione graduale della membrana. Se è abbastanza grande, attiverà un potenziale d'azione. I potenziali d'azione si verificano quando il neurone apre i canali proteici nella sua membrana. Questi canali consentono agli ioni sodio di fluire dall'esterno della cellula nella cellula. L'improvvisa corsa di sodio nella cellula cambia la carica elettrica all'interno della cellula da negativa a positiva, che cambia anche l'esterno da positiva a negativa. L'intero evento da depolarizzazione a ripolarizzazione si verifica in circa 2 millisecondi, consentendo ai neuroni di sparare il potenziale d'azione in raffiche veloci permettendo la comunicazione neuronale.
Processo di ripolarizzazione
Un nuovo potenziale d'azione non può avvenire fino a quando la corretta carica elettrica attraverso la membrana del neurone viene ripristinato. Ciò significa che l'interno della cellula deve essere negativo, mentre l'esterno deve essere positivo. Una cellula ripristina questo stato o si ripolarizza attivando una pompa proteica nella sua membrana. Questa pompa è chiamata pompa sodio-potassio. Per ogni tre ioni sodio si estrae da una cellula, si pompa in due di potassio. Le pompe lo fanno fino a raggiungere la corretta carica all'interno di una cella.
