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Finalmente, la permeabilidad del K+ tiende a recuperar el
valor normal, y se alcanza de nuevo el potencial de reposo,
en unos 2-4 ms (período de repolarización, también deno-
minado refractario).
33.4.3 Las migraciones iónicas durante 
el potencial de acción
De acuerdo con lo descrito anteriormente, los cambios en el
potencial se producen localizados en pequeñas zonas de la
membrana, y son consecuencia directa de cambios tempora-
les en la permeabilidad iónica y no de cambios significativos
en las concentraciones iónicas del medio extra- y el intrace-
lular. Durante el período que transcurre entre dos potenciales
de reposo, pasando por el potencial de acción y la hiperpola-
rización, cambian las permeabilidades para el Na+, el K+ y, a
veces, el Cl–, pero las diferencias de concentración de estos
iones a ambos lados de la membrana apenas se ven afectadas,
porque el número de iones que migran es muy pequeño res-
pecto al total. Además, las variaciones por efecto de varios
potenciales de acción no son acumulativas porque la ATPasa
de Na+/K+ trabaja en el sentido de restablecer las condiciones
iniciales, al bombear estos iones contra gradiente.
33.4.4 Los canales iónicos
El aumento de permeabilidad de la membrana es el reflejo de
cambios de conformación en los canales iónicos. Los dos
más importantes son el de Na+ (canal adelantado) y el de
canal clásico de K+ (canal retardado).
El canal de Na+ es el más abundante. En los nódulos de
Ranvier llega a ser la proteína principal sobre la superficie de
la membrana neuronal, ocupando hasta el 60% de la superfi-
cie (unos 10 000 canales por µm2). Une con mucha afinidad
gran cantidad de toxinas, lo que bloquea el canal y hace que
estas toxinas puedan llegar a ser mortales por parálisis neu-
rorrespiratoria. Entre estas toxinas se encuentran la tetrodo-
toxina (obtenida del fugu, el pez globo del Japón) y la saxi-
toxina (presente en los microorganismos marinos causantes
de las mareas rojas).
El canal de Na+ tiene una arquitectura tipo, similar a otros
canales regulados por voltaje. Consiste en unidades proteicas
tetraméricas que rodean un poro central. Cada subunidad del
tetrámero contiene seis fragmentos helicoidales transmem-
brana, siendo uno de estos fragmentos (concretamente, el
cuarto, S4) el denominado sensor del voltaje, puesto que es
capaz de detectar cambios pequeños en el potencial de mem-
brana y de disparar los cambios de conformación de todo el
sistema proteico que forma el canal y que se correlacionan
con el estado abierto o cerrado. 
En concreto, el canal de Na+ presenta tres estados con-
formacionales distintos, que se corresponden con el cerrado
activado (durante el potencial de reposo), el abierto (durante
el potencial de acción) y el cerrado inactivado (durante la
hiperpolarización y la repolarización) (Fig. 33-3). A nivel
molecular y topológico, los tres estados parecen explicarse
con el denominado modelo de la bola de presidiario, que
propone que el dominio N-terminal en cada subunidad es
globular y está unido al resto de la proteína por una región
desplegada, o bisagra, que permite que se mueva libremente
en el espacio acuoso. Esa zona globular puede situarse sobre
el orificio del canal y bloquearlo, de forma que pueden exis-
tir dos estados cerrados, el activado o el inactivado, según
que el dominio N-terminal globular esté, respectivamente,
alejado y el poro estrechado por otras fuerzas relacionadas
con la conformación de los fragmentos transmembrana o
bloqueando el conducto iónico aun cuando éste conserve el
diámetro preciso para el paso de Na+.
Los canales de K+ son menos abundantes que el de Na+ y
sobre todo mucho más heterogéneos. Los recientes avances
en el Proyecto Genoma Humano, el clonaje de genes y la
caracterización de los procesos de splicing alternativos, que
dan lugar a varios ARNm de un mismo gen, han permitido
caracterizar una gran cantidad de canales de K+ diferentes,
con efectos sobre la neurotransmisión y con funciones muy
diversas (Recuadro 33-1). El que hemos llamado canal de K+
clásico, o retardado se encuentra en la mayoría de los axones
de los nervios periféricos acompañando al canal de Na+,
Neurotransmisión y s is temas sensoriales | 585
Figura 33-3. Los 3 estados conformacionales del canal de Na+,
según el modelo de la bola de presidiario. El dominio N-terminal
globular en cada subunidad está unido al resto de la proteína
por una región bisagra que permite movimientos en la cara
extracelular y el rápido bloqueo del poro del canal, después del
cambio conformacional en el tetrámero que abre dicho poro.
Na+
Muy
rápido
Rápido
Abierto
Lento
Cerrado Cerrado inactivo
33 Capitulo 33 8/4/05 12:28 Página 585
	BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...)
	CONTENIDO
	PARTE III EL NIVEL MOLECULAR EN BIOMEDICINA
	33 NEUROTRANSMISIÓN Y SISTEMAS SENSORIALES
	33.4. LOS FLUJOS IÓNICOS Y LA NEUROTRANSMISIÓN INTRANEURONAL
	33.4.3 Las migraciones iónicas durante el potencial de acción
	33.4.4 Los canales iónicos