Dépolarisation

le Dépolarisation est l'annulation des différences de charge sur les deux côtés de la membrane d'un nerf ou d'une cellule musculaire. Le potentiel de membrane passe à un potentiel moins négatif. Dans des maladies telles que l'épilepsie, le comportement de dépolarisation des cellules nerveuses change.

Quelle est la dépolarisation?

À l'état de repos, une polarisation existe entre les deux côtés d'une membrane cellulaire nerveuse intacte, également connue sous le nom de potentiel membranaire. La séparation des charges crée des pôles électriques dans la membrane cellulaire. La dépolarisation est la perte de ces propriétés lorsqu'elle se produit au début d'une stimulation. Lors de la dépolarisation, la différence de charge entre les deux côtés d'une membrane biologique s'annule pendant une courte période.

En neurologie, on entend par dépolarisation le changement du potentiel membranaire en valeurs positives ou moins négatives, comme cela se produit lorsqu'un potentiel d'action est passé. La reconstruction de la polarisation d'origine a lieu vers la fin de ce processus et est également connue sous le nom de repolarisation.

Le contraire de la dépolarisation est ce qu'on appelle l'hyperpolarisation, dans laquelle la tension entre l'intérieur et l'extérieur d'une membrane biologique devient encore plus forte et s'élève ainsi au-dessus de la tension du potentiel de repos.

Fonction et tâche

Les membranes des cellules saines sont toujours polarisées et ont donc un potentiel membranaire. Ce potentiel membranaire résulte de la concentration ionique différente des deux côtés de la membrane. Par exemple, les pompes ioniques sont situées dans la membrane cellulaire des neurones. Ces pompes créent en permanence une répartition inégale sur la surface de la membrane, qui diffère de la charge à l'intérieur de la membrane. Intracellulaire, il y a un excès d'ions négatifs et la membrane cellulaire est plus chargée positivement à l'extérieur qu'à l'intérieur. Il en résulte une différence de potentiel négative.

La membrane cellulaire des neurones a une perméabilité sélective et est donc différemment perméable à différentes charges. En raison de ces propriétés, un neurone a un potentiel de membrane électrique. Au repos, le potentiel de membrane est appelé potentiel de repos et se situe aux alentours de -70 mV.

Les cellules électriquement conductrices se dépolarisent dès qu'elles atteignent un potentiel d'action. La charge de la membrane est affaiblie pendant la dépolarisation, lorsque les canaux ioniques s'ouvrent. Les ions pénètrent dans la membrane à travers les canaux ouverts par diffusion et réduisent ainsi le potentiel existant. Par exemple, les ions sodium pénètrent dans la cellule nerveuse.

Ce décalage de charge équilibre le potentiel de membrane et inverse ainsi la charge. Au sens le plus large, la membrane est toujours polarisée lors d'un potentiel d'action, mais dans le sens opposé.

Dans les cellules nerveuses, la dépolarisation est soit subliminale, soit supra-seuil. Le seuil correspond au potentiel de seuil pour l'ouverture des canaux ioniques. Habituellement, le potentiel de seuil est d'environ -50 mV. Des valeurs plus élevées déplacent les canaux ioniques vers l'ouverture et déclenchent un potentiel d'action. La dépolarisation subliminale fait revenir le potentiel de membrane au potentiel de membrane de repos et ne déclenche aucun potentiel d'action.

En plus des cellules nerveuses, les cellules musculaires peuvent également être dépolarisées lorsqu'elles atteignent un potentiel d'action. L'excitation est transmise des fibres nerveuses centrales aux fibres musculaires via la plaque motrice. La plaque d'extrémité a des canaux cationiques qui peuvent conduire les ions sodium, potassium et calcium. Surtout, les courants d'ions sodium et calcium circulent dans les canaux en raison de leurs forces motrices spéciales et dépolarisent ainsi la cellule musculaire.

Dans la cellule musculaire, le potentiel de la plaque d'extrémité augmente du potentiel de membrane au repos au potentiel dit générateur. Il s'agit d'un potentiel électrotonique qui, contrairement au potentiel d'action, se propage passivement à travers la membrane des fibres musculaires. Si le potentiel du générateur est au-dessus du seuil, un potentiel d'action est créé par l'ouverture des canaux sodium et les ions calcium y pénètrent. C'est ainsi que se produit la contraction musculaire.

Maladies et affections

Dans les maladies du système nerveux telles que l'épilepsie, le comportement naturel de dépolarisation des cellules nerveuses change. La surexcitabilité en est le résultat. Les crises d'épilepsie sont caractérisées par une décharge anormale d'associations neurales qui perturbent l'activité normale des zones du cerveau. Cela entraîne des perceptions inhabituelles et des troubles de la motricité, de la pensée et de la conscience.

L'épilepsie focale affecte le système limbique ou le néocortex. Une transmission glutamatergique déclenche un potentiel postsynaptique excitateur de forte amplitude dans ces zones. De cette manière, les propres canaux calciques de la membrane sont activés et subissent une dépolarisation particulièrement durable. De cette manière, des sursauts à haute fréquence de potentiels d'action sont déclenchés, car ils sont caractéristiques de l'épilepsie.

L'activité anormale se propage dans un agrégat de plusieurs milliers de cellules nerveuses. Une connectivité synaptique accrue des neurones contribue également à la génération des crises. Il en va de même pour les propriétés membranaires intrinsèques anormales, qui affectent principalement les canaux ioniques. Les mécanismes de transmission synaptique sont également souvent modifiés en termes de modifications des récepteurs. Les crises persistantes sont probablement le résultat de systèmes de boucle synaptique qui peuvent englober de plus grandes zones du cerveau.

Les propriétés de dépolarisation des cellules nerveuses changent non seulement dans l'épilepsie. De nombreux médicaments ont également des effets sur la dépolarisation et sont exprimés en sur- ou sous-excitabilité. Ces médicaments comprennent, par exemple, des myorelaxants qui détendent complètement les muscles squelettiques en intervenant dans le système nerveux central.

L'administration est courante pour la spasticité rachidienne, par exemple. En particulier, les myorelaxants dépolarisants ont un effet stimulant sur le récepteur musculaire et déclenchent ainsi une dépolarisation durable. Au début, les muscles se contractent après le traitement et déclenchent des tremblements musculaires non coordonnés, mais peu de temps après, ils provoquent une paralysie flasque des muscles respectifs. Puisque la dépolarisation des muscles persiste, le muscle est momentanément inexcitable.