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Tema 6: Potencial de membrana y propagación de la señal
- ¿A qué se debe el potencial de membrana?
*El SNC está formado por una intrincada red de neuronas que reciben información de naturaleza muy variada procedente del medio ambiente externo e interno a través del SN periférico.
*Las células nerviosas se comunican entre sí y con otras células del organismo como las que componen los músculos o las glándulas, gracias a la generación y transmisión de señales eléctricas.
*Todas las células (incluidas las neuronas) mantienen a través de sus membranas una diferencia de potencial eléctrico entre el interior y el exterior celular que, en el caso de las neuronas, es fundamental para que la transmisión de información tenga lugar. Esta diferencia de potencial se debe a la diferente distribución de moléculas existente a ambos lados de la membrana celular; como cada una de estas moléculas presenta una carga eléctrica (ion), que puede ser positiva (catión) o negativa (anión), la distribución a ambos lados de la membrana de estas moléculas cargadas eléctricamente, determinará la carga eléctrica tanto del interior como del exterior celular.
*Esta compensación de cargas no existe, sino que hay diferencias en la distribución de cargas eléctricas entre el interior y el exterior celular; Esta diferencia de potencial recibe el nombre de potencial de membrana y representa la carga eléctrica o voltaje que se genera a través de esa membrana, como consecuencia de la diferente distribución de cargas eléctricas a ambos lados de la misma.
2. ¿Cuáles son las diferencias de concentración iónica entre un lado y otro de la membrana neuronal?
*Cada molécula presenta una carga eléctrica (ion), que puede ser positiva (catión) o negativa (anión). No hay el mismo número de cationes y aniones.
3. ¿A qué se refieren las fuerzas de difusión y las fuerzas de presión electroestática?
***** La fuerza de difusión es de carácter químico, y es el proceso por el cual las moléculas se distribuyen homogéneamente por todo el medio en el que están disueltas. Determina el movimiento de las partículas desde las regiones de mayor concentración hacia las regiones de menor concentración, lo que se denomina a favor de gradiente.
*La fuerza de presión electroestática es de carácter eléctrico, y ejerce una fuerza de repulsión entre partículas con la misma carga eléctrica; y una fuerza de atracción entre partículas de cargas eléctricas de distinto signo.
4. ¿Qué es el potencial de membrana en reposo? ¿Qué lo determina?
Potencial de membrana de una neurona cuando no está alterada por potenciadores postinápticos excitatorio o inhibitorios; Exceso de cargas negativas en el interior celular y un exceso de cargas positivas en el exterior celular.
5. ¿Cuál es el papel que juega la bomba sodio-potasio en el mantenimiento del potencial de membrana?
La eliminación de las diferencias en las concentraciones de iones entre ambos lados de la membrana daría como resultado la eliminación de la diferencia de potencial entre el interior y el exterior celular, y la membrana neuronal sería incapaz de generar señales eléctricas y transmitir información a otras neuronas.
*Las bombas iónicas mantienen las diferencias de concentración; son proteínas transportadas insertadas en membrana que bombean o transportan ciertos iones a través de la membrana.
*La fuerza aportada por la bomba sodio-potasio empuja continuamente al NA+ fuera del axón.
6. ¿A qué se refiere la capacitancia?
Es la propiedad de la membrana para acumular cargas positivas eléctricas de un signo en un lado y cargas del signo opuesto en el lado contrario.
7. Represente el potencial de membrana incluyendo todos los elementos (iones, canales, etc.). Coméntelo.
*En el interior hay más iones con carga negativa; en el exterior hay más iones con carga positiva.
8. ¿Qué sucede con el potencial de membrana si se excita la célula?
- El potencial de membrana se invierte bruscamente, de modo que el interior se vuelve positivo (y el exterior negativo). El potencial de membrana recobrará rápidamente su valor normal, pero primero sobrepasa el potencial de reposo, pasando a esta hiperpolarizado.
Se genera un potencial de acción.
9. ¿Qué es un potencial de acción?
***** Es un breve impulso eléctrico, que es la base de la conducción de la información a lo largo del axón. Y es una inversión muy rápida del potencial de membrana.
- Es cuando la neurona es activada y responde generando una señal eléctrica en su axón que es conducida hasta los botones terminales.
10. Define los conceptos:
La despolarización producida mediante el microelectrodo de estimulación desencadena la apertura de canales de Na+ dependientes de voltaje, la entrada masiva de Na+ y el disparo de un potencial de acción.
Tras el disparo del potencial de acción, la salida de iones K+ permite al potencial de membrana recuperar su valor negativo. Al mismo tiempo, las corrientes despolarizantes de iones Na+ fluyen por el interior del axón desencadenando nuevamente el proceso en otros puntos de la membrana axonal.
Es una conducción continua o lenta: Entra el sodio y este se va propagando a lo largo del axón. Al mismo tiempo, entra el potasio para recuperar su potencial de membrana.
16. ¿Cómo se propaga el potencial de acción en las fibras mielínicas? Explique el mecanismo.
Es una conducción saltatoria o rápida: Entra el sodio y provoca potencial de acción; También entra en los núcleos de Ranvier. Se ocasiona despolarización que se extiende al interior del axón. La diferencia con la conducción lenta es que al no ir abriendo canales a través del axón, va a ir disminuyendo el sodio; No obstante tendrá un nivel suficiente para que se produzca potencial de acción. Cuando el sodio entre al siguiente nódulo.
La propagación del potencial de acción consiste precisamente en la conducción del potencial de acción a lo largo del axón, desde el cono axónico donde se origina hasta los botones terminales.
La inyección de una corriente despolarizante de iones Na+ mediante un microelectrodo de estimulación desencadena sucesivos potenciales de acción únicamente en las zonas de membrana no cubiertas con mielina, los nódulos de Ranvier.
En las regiones cubiertas de mielina, las despolarizaciones que se producen son potenciales locales, graduados y decrecientes que se conducen de forma pasiva. Aunque su magnitud va disminuyendo según recorren el segmento mielinizado, esta es aun suficiente para que el potencial de membrana alcance el umbral de excitación y pueda dispararse un potencial de acción en el siguiente nódulo de Ranvier….
