Indice
1.
Introducción
2. Desarrollo
En las membranas de casi todas las células
del organismo hay potenciales eléctricos. Algunas células
como las nerviosas y musculares son excitables, es difícil
capaces de generar impulsos electroquímicos
rápidamente cambiantes en sus membranas. Casi en todos lo
casos estos impulsos se pueden utilizar para transmitir
señales a lo largo de las membranas nerviosas o
musculares.
La finalidad de este trabajo es dar explicaciones a los
potenciales de membrana generados tanto en reposo como durante la
acción por las células nerviosas y
musculares.
Antes de estudiar el potencial de reposo y de
acción, se debe tener conocimiento
de ciertas definiciones tales como:
- Ion: partícula con carga
eléctrica. - Canal Iónico: es una proteína de
membrana a veces específica que transporta iones y otras
moléculas pequeñas a través de la membrana
por difusión pasiva o facilitada, es decir, sin uso de
energía. - Polaridad: es la capacidad de un cuerpo de tener dos
polos con características distintas. - Impulso Nervioso: es el transporte
de información a través de los
nervios, y por medio de sustancias como el Sodio y el Potasio y
su interacción con la membrana. - Potencial de Reposo: es el estado en
donde no se transmiten impulsos por las neuronas. - Potencial de Acción: es la transmisión
de impulso a través de la neurona
cambiando las concentraciones intracelulares y extracelulares
de ciertos iones. - Potencial de Membrana: es el voltaje que le dan a la
membrana las concentraciones de los iones en ambos lados de
ella.
Como se ha dicho, el potencial de reposo es el estado en
donde no se transmiten impulsos por las neuronas y este potencial
está dado por la permeabilidad de los canales
iónicos. El sitio de transmisión del impulso
nervioso en las neuronas es el axón.
Los canales iónicos para el potencial de acción son
específicos y sensibles al voltaje, es decir, este los
puede activar o desactivar.
Las concentraciones de los iones sodio (Na) y potasio
(K) deben ser de:
Entonces, el sodio debe ser mayormente extracelular y el potasio
debe ser mayormente intracelular, en condiciones normales y
durante el periodo de reposo. Como ambos iones tienen carga
positiva, le dan una carga al ambiente donde
se encuentran; pero en realidad, el espacio extracelular tiene
carga positiva, debido a la positividad del Na, pero el espacio
intracelular, tiene carga negativa debido a que hay mayor Na
extracelular que K intracelular aunque este también sea
positivo. Es decir, hay mas positividad afuera de la célula;
además, las proteínas
intracelulares tienen carga negativa, lo cual hace que
intracelularmente haya una positividad menor que
extracelularmente, a tal grado que el espacio intracelular se
considere negativo.
Estas cargas intra y extracelulares le dan a la membrana una
polaridad, positiva en su cara extracelular y negativa en su cara
intracelular, además le dan carga llamada potencial de
membrana, y es de –90 mili Volts, es estado de
reposo.
Para que se lleve a cabo el potencial de acción se debe
excitar eléctricamente a la neurona,
entonces los canales de sodio se hacen miles de veces mas
permeables de lo normal, y la difusión de este al interior
de la membrana, es muy grande. Esta entrada de cargas positivas
le quita la polaridad a la membrana ya que ambos lados de ella
son positivos, esta fase se llama despolarización. Esta
despolarización lleva al potencial de membrana a +40 mV en
menos de un milisegundo. Esta carga de membrana hace que se
cierren los canales de Na, y se permeabilicen los de K, haciendo
que este difunda al exterior de la célula y
creando un potencial de membrana de cerca de – 100 mV que
luego se reestabiliza a – 90 mV. Ahora, los iones
están intercambiados, es decir, el Na mayormente adentro,
y el K mayormente afuera. El mecanismo que se encarga de devolver
estos iones a sus sitios originales es la ATPasa, vulgarmente
llamada bomba de sodio y potasio. Esta proteína de
membrana requiere ATP para intercambiar los iones, por cada dos
iones K que entran, salen tres Na. Esto le devuelve su estado
mayormente positivo al espacio extracelular.
Durante un impulso y otro hay un periodo refractario, en el cual
no puede haber otro impulso nervioso. La duración de ese
periodo es de 1/2500 segundos, es decir, en un segundo pueden
haber 2500 impulsos nerviosos o potenciales de acción.
Cuando los iones Na fluyen al interior de la célula,
desencadenan el mismo ciclo en el sitio celular adyacente y
así se transmite el impulso a lo largo de todo el
axón.
Hay cuatro puntos muy importantes que deben tenerse en
mente:
- El potencial de acción no disminuye a los
largo de la fibra nerviosa. - el potencial de acción es un fenómeno
todo o nada, es decir, si no se llega al umbral, no ocurre el
P. De A. - una vez pasado por una parte de axón, el
potencial de acción no puede reactivarse por un periodo
refractario. - el aumento del estímulo no aumenta el
potencial, pero si aumenta la frecuencia de los
impulsos.
La vaina de mielina que se enrolla en forma de espiral
alrededor de la célula de
Schwann y esta a su vez rodea a la fibra nerviosa. Su función es
aumentar la velocidad del
impulso nervioso a través de la fibra. La vaina de mielina
no tiene una continuidad uniforme, está segmentada a los
largo de la fibra; los espacios entre esos segmentos, se llaman
nodo de Ranvier.
En las fibras pequeñas amielínicas, el potencial de
acción tiene una velocidad de
0.25 m/s. En las grandes fibras mielínicas se transmiten a
velocidad de 100 m/s.
Autor:
José Antonio Santana de Dios
Estudiante de Medicina de
Segundo Año
Universidad
Juárez Autónoma de Tabasco(México),
División de Ciencias de la
Salud.
19 años de edad