Potencial de Membrana:Corresponde a las diferencias de carga

eléctrica entre el interior y el exterior de la membrana.

La distribución diferencial de las cargas a los lados de la membrana (el medio extracelular posee carga positiva y el medio intracelular, carga negativa) determina que la neurona esté polarizada eléctricamente, estado que se conoce como potencial de reposo.

La unidad de medida del potencial de reposo es el volt. En las neuronas el valor más típico es – 70 mV.

Potencial de Reposo:

Durante el potencial de reposo, existe mayor concentración de iones K+ y proteínas cargadas negativamente en el lado interno de la membrana y mayor concentración de iones Na+ y Ca+2 en el lado externo.

La membrana es permeable al potasio (K+) porque posee canales de potasio siempre abiertos, por lo tanto, estos iones tienden a salir.

En el interior se acumulan proteínas cargadas negativamente.

El sodio (Na+) tiende a entrar, sin embargo los canales abiertos durante el potencial de reposo son muy pocos.

El potencial de reposo se mantiene ya que existe una proteína de membrana llamada bomba de sodio/potasio que transporta (“devuelve”) iones Na+ hacia el exterior y K+ hacia el interior celular.

Potencial de Acción: Al estimular el axón de una neurona, se observa un cambio

en la polaridad de la membrana, que se denomina potencial de acción. El interior de la membrana queda con carga positiva y el exterior con carga negativa, producto de un cambio en las concentraciones de iones entre el medio extra e intracelular.

Iones Involucrados:

El Impulso Nervioso:

El potencial de acción que viaja a lo largo de la membrana plasmática de la neurona constituye el impulso nervioso.

Despolarización: consiste en el aumento de la permeabilidad para el Na+, el cual ingresa a la célula, cambiando la polaridad de la membrana: interior positivo y exterior negativo.

Este cambio de potencial se produce en el sitio receptivo de la neurona y se denomina potencial de receptor. Si el estímulo es “débil” no se genera el impulso nervioso aunque haya potencial de receptor.

Para que se produzca un potencial de acción que se propague, se necesita una intensidad umbral en el estímulo. Si la intensidad de un estímulo alcanza o sobrepasa el umbral de excitación de una neurona, se desencadena un impulso nervioso de la misma magnitud, es decir, no es directamente proporcional a la intensidad del estímulo. Esto se conoce como ley del todo o nada. Luego se restablece la polaridad habitual de la membrana o repolarización, por inactivación de los canales de sodio que se abrieron y la salida de iones potasio (K+) al medio extracelular.

Intensidad, Velocidad y Conducción del Impulso Nervioso

Intensidad del Impulso Nervioso:El impulso nervioso una vez que se inicia

siempre alcanza la misma magnitud, es decir, no es más intenso en la medida en que el estímulo lo sea. Sin embargo, la frecuencia con que los impulsos se generan, produce respuestas diferentes. De esta manera, una presión en la piel ocasiona impulsos nerviosos que se propagan a través del axón con una alta frecuencia; un roce suave, en la misma área, genera impulsos nerviosos ampliamente espaciados en el tiempo, es decir, con menor frecuencia.

Velocidad del Impulso Nervioso:La velocidad en la propagación de los

potenciales de acción no depende de la fuerza del estímulo, sino que del diámetro del axón y de la presencia o ausencia de vainas de mielina (con nodos de Ranvier). La temperatura juega también un rol importante, ya que las células nerviosas conducen los impulsos a velocidades menores cuando están a temperaturas más bajas.

Conducción Continua y Conducción Saltatoria:

En la conducción continua se produce una despolarización progresiva de cada zona adyacente de la membrana del axón, es decir, una onda de despolarización. Esto ocurre en las neuronas que no tienen vainas de mielina. En la conducción saltatoria, el potencial de acción “salta” de un nodo de Ranvier a otro, por lo cual el proceso es más rápido. Esto se debe a que la vaina de mielina actúa como un aislante, haciendo que el impulso nervioso “salte” de un nodo a otro y avance más rápido.

La comunicación entre las Neuronas:Sinapsis: Las neuronas se comunican a través

de una señal eléctrica que fluye desde los receptores neuronales, habitualmente las dendritas y el soma, hasta el terminal presináptico, el cual establece un punto de comunicación con la neurona siguiente. El impulso nervioso se propaga de una neurona a otra, a través de sitios específicos de comunicación conocidos como sinapsis. La neurona que conduce el impulso nervioso se denomina neurona presináptica y la que se encuentra a continuación de la sinapsis se llama neurona postsináptica.

De acuerdo al mecanismo de propagación del impulso nervioso, existen dos tipos de sinapsis; la sinapsis eléctrica y la sinapsis química.

Sinapsis Eléctrica:El impulso nervioso fluye directamente desde la

neurona presináptica hasta la postsináptica, a través de canales proteicos de unión íntima o conexones. La despolarización de la neurona presináptica provoca la apertura de los canales iónicos de la membrana de la neurona postsináptica, generando un potencial de acción. La transmisión rápida del impulso nervioso permite respuestas inmediatas, prácticamente instantáneas. Las sinapsis eléctricas son bidireccionales, ya que pueden transmitir una despolarización tanto desde la neurona presináptica a la postsináptica, como en sentido contrario.

Sinapsis Química:

1. El impulso nervioso de la neurona alcanza el terminal presináptico (o botón sináptico) y la onda de despolarización provoca una apertura de canales de Ca+2.

2. Los iones Ca+2 pasan al interior de la zona terminal, desencadenando una exocitosis de las vesículas sinápticas que contienen sustancias químicas denominadas neurotransmisores.

3. Los neurotransmisores son liberados al espacio sináptico.4. En la membrana postsináptica existen moléculas

proteicas que actúan como receptores específicos para determinados neurotransmisores. La unión neurotransmisor-receptor produce la apertura de canales iónicos en la membrana postsináptica, lo cual genera potenciales postsinápticos que pueden tener un efecto excitador o inhibidor.

5. Si la unión neurotransmisor-receptor desencadena la apertura de ciertos canales iónicos, principalmente de aquellos que determinan la entrada de Na+ y la salida de K+, se produce un potencial postsináptico excitador.

6. Si la unión neurotransmisor-receptor desencadena la apertura de ciertos canales iónicos, principalmente de aquellos que posibilitan la entrada de Cl– o la salida de K+, se produce un potencial postsináptico inhibidor.

Potencial Postsináptico:Potencial postsináptico inhibidor: es generado por

una hiperpolarización en la membrana postsináptica, es decir, se hace más negativo el interior de la neurona que cuando está en reposo, por lo que es más difícil un impulso nervioso. Esto se debe a la apertura de canales de Cl-, el cual entra a la neurona postsináptica haciendo más negativo su interior. También se puede acentuar la polarización en la membrana postsináptica debido a la apertura de canales para el K+, ion que comienza a salir de la neurona. De todas maneras, este cambio de permeabilidad es de corta duración y las condiciones de reposo se restauran nuevamente.

Potencial Postsináptico Excitador: se produce por una despolarización parcial transitoria en un área muy pequeña de la membrana postsináptica. Un solo potencial excitador generalmente no inicia un impulso nervioso. Sin embargo, las despolarizaciones producidas por cada botón sináptico tienen un efecto sumatorio, con lo cual se puede despolarizar el total de la membrana postsináptica, generando así un impulso nervioso.

¿De qué depende la respuestaexcitatoria o inhibitoria en la neurona postsináptica?

El efecto excitador o inhibidor de la neurona postsináptica depende de las propiedades químicas del receptor.

Tipos de sinapsis de acuerdo a la región de contacto: