domingo, 21 de febrero de 2010

Resumen Potencial de reposo y acción

Fisiología neuronal (potencial de reposo y potencial de acción).

Las neuronas realizan su trabajo, de recibir y enviar impulsos, por medio de una fuerza electroquímica. La cual es generada por el flujo de partículas químicas cargadas eléctricamente, llamadas iones, a través de la membrana de la neurona.
La neurona en “reposo”. En el fluido que rodea a todas las células, existen iones con cargas positivas y negativas distribuidos de manera casi similar, lo que permite que cada una se neutralice. Los iones de calcio, sodio, potasio y magnesio tienen cargas positivas; los iones de cloro, fosfato (combinación de oxígeno y fósforo) y ciertos ácidos más complejos compuestos de carbono y oxígeno tienen cargas negativas. Los iones de otros elementos como hierro, cobre, zinc y azufre también están presentes en estos líquidos, pero en muy baja concentración (por lo que recibe el nombre elementos trazas).
La mayoría de las proteínas del cuerpo se encuentran dentro de las células, incluyendo las neuronas y se encuentran principalmente en forma de iones con cargas negativas. Por esto, el interior de las neuronas (y de otras células), esta cargado negativamente; o bien, se encuentra negativamente polarizado, con respecto al exterior celular. La deficiencia relativa de cargas positivas en el interior de las células, significa que existe una fuerza eléctrica fuerte que trata de meter cargas positivas al interior de las células. Pero la membrana celular, no permite el paso libre de iones positivos al interior de la célula, lo que hace que en reposo el interior de la neurona se mantenga negativo.
La selectividad de la membrana se da gracias a los canales iónicos, los cuales son proteínas especializadas que permiten el paso selectivo de iones, de tal forma que existen canales de potasio, sodio, calcio, etc. La mayoría de los canales se encuentran cerrados, amenos que reciban una señal que los abra, así que por lo general nada pasa a través de ellos. Motivo por el cual se dice que los canales son compuertas (se encuentran cerradas o abiertas). En condiciones de reposo el único ion que se puede mover es el de potasio, en comparación con otros iones. Otro mecanismo que permite mantener la polaridad negativa del interior de las células lo representan las bombas, las cuales necesitan energía para trabajar. Esta bomba intercambia potasio extracelular por sodio intracelular y aunque no se genera ninguna carga eléctrica, este trabajo asegura que se saque el exceso de sodio que haya entrado al interior celular durante el proceso de excitación. Debido a que hay más potasio en el interior de la célula comparado con el medio exterior, es más probable que el potasio tienda a salir espontáneamente, en vez de entrar. Este proceso permite también mantener el valor negativo del interior celular.
En resumen, las neurona presentan una diferencia de voltaje a través de su membrana, esta diferencia es negativa en el interior comparada con el exterior. Este estado eléctrico, es comúnmente denominado como potencial en reposo. Las demás células del cuerpo también son negativas en su interior.
El impulso nervioso. Una neurona se estimula para “disparar” (conducir un estímulo eléctrico), cuando recibe una señal química en la sinapsis excitadora. El efecto inmediato de la señal química, es alterar el estado eléctrico del interior de la neurona cerca de la sinapsis activa, haciendo que el área cerca de la sinapsis se vuelva más positiva comparándola con el estado en reposo. Este pequeño movimiento hacia valores positivos en el valor eléctrico de la membrana hace que los canales de sodio se abran y permitan la entrada de sodio al interior de la neurona, algunas veces los canales de calcio también permiten la entrada de calcio. El calcio y el sodio entran rápidamente al interior de le neurona por la fuerza eléctrica negativa. Este efecto genera que las cercanías a los canales de sodio de la membrana interna de la neurona, se hagan positivas. Este estado positivo, genera que más canales de sodio se abran conforme pasa el tiempo. Lo que hace que la carga eléctrica interna se haga positiva, lo que se conoce como despolarización o potencial de acción. Las otras células del cuerpo que pueden sufrir despolarización son las células glandulares (que forman a las glándulas y responden con la liberación de hormonas) y las células musculares (las cuales responden con la contracción).
La duración del potencial de acción es de 1 milisegundo, es breve debido a un proceso de auto corrección. Durante la entrada de iones calcio y potasio a la célula, existe también un flujo hacia el exterior de iones de potasio, lo que genera el cierre automático de los canales de sodio y calcio. Los tres eventos, ayudan a reestablecer el potencial de reposo de la neurona, a través de un ciclo de actividad. Las bombas iónicas también trabajan, asegurándose de mantener baja la concentración interna de sodio.
El movimiento del potencial de acción en forma repetida, del soma hasta la terminal del axon, asegura que la señal se mantenga fuerte durante todo el trayecto, no importando que tan largo sea el axon. De esta manera, cuando un potencial de acción alcaza la terminal sináptica del axon, este inicia la liberación de neurotransmisores químicos, los cuales cruzan el espacio sináptico y se unen a receptores localizados en la membrana de la neurona blanco, si la señal es excitadora, el proceso se inicia de nuevo.
La inhibición del impulso nervioso. Mientras que algunos neurotransmisores inducen alas neuronas a activarse “disparar”, existen otros que les indican detener su actividad, es decir, inhiben su capacidad de disparo. Las sustancias químicas que son liberadas en las sinapsis inhibidoras, actúan haciendo que el voltaje dentro de la neurona se vuelva más negativo, comparado con el valor del potencial en el estado de reposo. Una forma común de lograr el incremento en la negatividad del interior de la neurona, es abriendo brevemente algunos canales que permitan la entrada de iones cloro. Debido a que estos iones tienen carga eléctrica negativa, hacen que el interior de la neurona se vuelva aun más negativa comparada con el exterior, lo que impide que la neurona se active por que no se pueden abrir los canales de sodio. De este modo, una sinapsis puede ser excitadora o inhibidora, dependiendo del tipo de neurotransmisor que emplea en su sinapsis y de la naturaleza de los receptores en la célula que recibe la señal, siguiendo en este sentido, cualquier neurona puede ser tanto excitadora como inhibidora.

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