Potencial de membrana

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Potencial de membrana.
Es la diferencia de carga eléctrica que existe entre el interior y el exterior de una
célula.
Para registrar el potencial de la membrana de una neurona se debe situar la punta
de un electrodo dentro de la neurona y la punta de otro electrodo fuera de la
neurona. Los electrodos intracelulares se llaman microelectrodos. Para registrar el
potencial de la membrana se conectan los electrodos intracelulares y extracelulares
a un osciloscopio, que es un aparato capaz de mostrar el potencial.
Es el resultado de la proporción de cargas negativas y positivas, donde las primeras
son mayores al interior de la neurona. Esta distribución se debe a la interacción del
movimiento aleatorio regido por el gradiente de concentración, la presión
electrostática regida por la ley de atracción y repulsión de los átomos, la propiedad
pasiva de la membrana que se traduce como permeabilidad y la propiedad activa de
la membrana.
Hay cuatro iones que contribuyen al potencial de membrana: Sodio (NA), potasio
(K), cloro (Cl) y iones proteicos cargados negativamente.
En reposo.
Potencial de reposo de la neurona.
Tiene un potencial estable de -70 mV, es decir que el potencial del interior de la
neurona en reposo es de alrededor de 70 mV menor que el del exterior de la
neurona. Cuando la neurona está en reposo, con una carga de -70 mV se dice que
está polarizada.
Bases iónicas.
Na y Cl es mayor en el exterior de la neurona, mientras que K es mayor al interior.
● Na se ven impulsados a entrar en las neuronas debido a la elevado
concentración de iones de Na que existen en el exterior de la neurona, así
como a la carga negativa interna de reposo de -70 mV. La membrana es
resistente a la difusión pasiva de Na, por lo que es bombeada por la bomba
de sodio-potasio que mantiene la elevada concentración externa de iones de
Na al bombearse fuera al mismo ritmo con el que entran.
● K se ven impulsados a salir de la neurona debido a su elevada concentración
interna. La membrana ofrece muy poca resistencia a su paso. La membrana
celular bombea los iones de K hacia adentro de la neurona al mismo ritmo
que se difunden hacia afuera, así se mantiene la elevada concentración
dentro de la neurona.
● Cl se ve forzado hacia afuera debido a la carga negativa que hay en el
interior. A medida que se acomula en el exterior aumenta la presión para que
disminuya los gradientes de concentración entrando de nuevo en la neurona.
Así se mantiene en equilibrio la distribución de Cl.
Potenciales postsinápticos.
Cuando una neurona dispara libera
neurotransmisores que interactúan
con moléculas receptoras la la
neurona postsináptica.
Cuando el neurotransmisor se une
a los receptores puede
despolarizar la membrana
receptora o hiperpolarizarla.
Las despolarizaciones o
potenciales postsinápticos
excitatorios aumentan la
probabilidad de que la neurona
dispare. La hiperpolarización o
potenciales postsinápticos
inhibitorios disminuyen la
probabilidad de que la neurona
dispare. Los potenciales
postsinápticos son respuestas
graduadas, lo que significa que las
amplitudes de los potenciales son
proporcionales a la intensidad de
las señales que provocan. Los
potenciales postsinápticos se
transmiten rápida e
instantáneamente.
El disparo de la neurona está
determinado por el efecto neto de
su actividad, es decir, depende del
equilibrio entre señales excitatorias
e inhibitorias que lleguen a su cono
axónico, a la suma de estas
señales de le llama integración.
Son conducidos instantáneamente y se atenúan progresivamente hasta el cono
axónico.
Potencial de acción.
Si la suma de las despolarizaciones y las hiperispolarizaciones que llegan al cono
axónico son suficientes para despolarizar la membrana hasta un grado que supera
el umbral de excitación (65 mV) se genera un potencial de acción que consiste en la
inversión momentánea masiva de potencial de membrana ( de -70 mV a 50 mV).
Son respuestas de todo o nada, es decir que una vez alcanzado el umbral de
excitación se da el potencial de acción, pero si no se alcanza la neurona apenas va
reaccionar y no se producirá el potencial de acción.
El cambio estructural en una de las proteínas de canales iónicos dependientes del
voltaje genera que el canal ed Na se abra, dejando pasar su carga positiva al interior
de la célula y despolarizandola para después inactivar este canal. Posteriormente se
abre el canal de K y se arrastra su carga negativa fuera para la repolarización que
dura hasta el cierre de de este canal y el regreso de la célula a la línea base (estado
de reposo). Después del periodo refractario la célula podrá hacer otro potencial de
acción.
El periodo refractario son unos instantes en los que la neurona está inhabilitada y no
puede generar otro potencial de acción. En el periodo refractario absoluto no puede
generarse un nuevo potencial de acción debido al estado de los canales de sodio.
En el periodo refractario relativo se puede obtener un nuevo potencial de acción de
menor amplitud con un estímulo que supere el umbral de excitación.
Polarizada: en reposo (-70 mV)
Despolarización: se da al abrir los canales de Na después de la estimulación y
facilita el disparo (menos de -70)
Repolarización: se da al cierre de los canales de sodio y está dada por la salida de
potasio (de 50 mV a -70mV)
Hiperpolarización: está dado porque lo canales de K pasan mucho tiempo abiertos
(menos de -70)
Conducción.
La velocidad de conducción máxima de las neuronas motoras humanas es de
alrededor de 60 metros por segundo.
Conexión ortodrómica: Los potenciales de acción no se atenúan, y se transmiten
más lentamente que los potenciales postsinápticos. La conducción axónica de estos
potenciales es activa (requiere un gasto de energía y usa canales iónicos) y una vez
generado el potencial éste viaja pasivamente a lo largo de la membrana axónica
hacia los canales de sodio adyacente que aún no se han abierto. La señal eléctrica
abre estos canales, permitiendo la entrada de iones de sodio a la neurona y
generar un potencial de acción auténtico en esta parte de la membrana. Esta señal
se transmite sucesivamente hasta llegar a los botones.
Conducta saltatoria Los iones pueden atravesar la membrana mielinizada solamente
a través de los nódulos de Ranvier. La señal se transmite pasivamente (de forma
instantánea y atenuandose progresivamente) a lo largo del primer segmento de
mielina hasta el primer nódulo de Ranvier, siendo lo suficientemente intensa para
abrir los canales de sodio activados por voltaje de nódulo y generar otro potencial de
acción completo. La mielinización aumente la velocidad de transmisión axónica.
Las interneuronas no presentan potenciales de acción.
Bases iónicas.
● Na apertura de sus canales para que entren rápido y cambien el potencial
hasta la espiga. Despolarización y fase ascendente.
● K apertura de sus canales, provocando que los iones cercanos a la
membrana salgan. Posteriormente se cierran para repolarizar la neurona,
pero debido al periodo que estuvieron abiertos ésta se hiperpolariza.