Potencial de Membrana
Luigi Galvani descubrió que los animales son conductores de electricidad y que la conducción nerviosa está asociada a fenómenos electroquímicos.
Potencial eléctrico: diferencia entre la cantidad de carga eléctrica entre una región positiva y una negativa.
Potencial de membrana: diferencia de cargas entre el exterior y el interior de la membrana plasmática, siendo positivo en el exterior y negativo en el interior, respectivamente.
(El potencial eléctrico de la membrana se registra con microelectrodos que se conectan a un osciloscopio que mide la actividad eléctrica de las neuronas).
Potencial de Reposo
La distribución diferencial de las cargas a los lados de la membrana determina que la membrana esté polarizada eléctricamente, es decir, con carga positiva en el exterior y negativa en el interior. Existe una mayor concentración de iones K+ y proteínas negativas en el interior, y mayor concentración de Na+ y Ca+ en el exterior. La membrana es más permeable al potasio porque sus canales están siempre abiertos. El potencial de reposo se mantiene por una proteína llamada bomba de sodio/potasio que transporta iones Na+ al exterior e iones K+ al interior.
Potencial de Acción
Es un cambio de polaridad de la membrana (estimulación del axón) que resulta en un interior positivo y un exterior negativo.
Polarización: estado de reposo de la membrana.
Despolarización: aumento de la permeabilidad para el Na+, el cual entra a la célula. Este cambio de potencial se produce en el sitio receptivo de la neurona: Potencial de receptor.
Para que se propague un potencial de acción se necesita una intensidad umbral en el estímulo, lo que se conoce como la ley del todo o nada: el impulso nervioso va a ser de la misma magnitud si el umbral se alcanza o se sobrepasa.
Intensidad, Velocidad y Conducción del Impulso Nervioso
- Intensidad: se relaciona con la frecuencia con que los impulsos se generan.
- Velocidad: depende del diámetro del axón, la temperatura y la presencia o ausencia de vainas de mielina.
- Conducción continua: despolarización progresiva de cada zona de la membrana, sin vaina de mielina.
- Conducción saltatoria: el potencial de acción salta de un nodo de Ranvier a otro, es más rápida y la vaina de mielina actúa como un aislante.
Sinapsis
Es la forma de comunicación entre las neuronas para transportar el impulso nervioso.
Neurona presináptica: neurona que conduce el impulso.
Neurona postsináptica: neurona a continuación de la sinapsis.
Sinapsis Eléctrica
El impulso nervioso fluye directamente entre la neurona pre y postsináptica a través de conexones o canales proteicos. Son bidireccionales, es decir, el impulso salta de una membrana a otra en ambas direcciones.
Sinapsis Química
No existe unión íntima entre las neuronas, hay un espacio sináptico entre ellas. Son unidireccionales, están mediadas por sustancias químicas (neurotransmisores), responden a efectos de sumación de impulsos y su velocidad es menor que la sinapsis eléctrica. La estimulación prolongada provoca fatiga sináptica. Son sensibles a las drogas y venenos. Pueden ser:
- Convergentes: varias neuronas presinápticas se comunican con una postsináptica.
- Divergentes: una neurona presináptica logra tener conexiones con múltiples neuronas postsinápticas.
Potencial postsináptico: se une un neurotransmisor a un receptor y se genera un nuevo potencial de acción en la membrana postsináptica.
- Con efecto inhibidor: es generado por una hiperpolarización de la membrana (se hace más negativo en el interior de la membrana cuando está en reposo).
- Exitador: se produce por una despolarización parcial transitoria.
La respuesta excitatoria o inhibitoria en la neurona postsináptica depende de las propiedades químicas del receptor. Por ejemplo, la acetilcolina es un neurotransmisor que puede excitar a unas neuronas e inhibir a otras dependiendo del receptor al que se una.
Clasificación de la Sinapsis Según el Contacto Sináptico
- Axosomática: sinapsis desde el axón de la neurona presináptica hacia el cuerpo somático de la neurona postsináptica.
- Axodendrítica: desde el axón de la neurona presináptica hacia las dendritas de la neurona postsináptica.
- Axoaxónica: desde el axón de una neurona presináptica al axón de una neurona postsináptica.
Vías Aferentes (Sensitivas) y Eferentes (Motoras)
Las funciones básicas del sistema nervioso son sensitiva, integradora y motora.
Aferentes: los impulsos nerviosos son procesados en determinadas regiones del sistema nervioso, originándose las sensaciones.
Eferentes: se produce una respuesta de contracción muscular o secreción glandular.
Tipos de Sensaciones
Existen 5 sentidos (sensorial). Los estímulos que producen sensaciones son variaciones de diferentes formas de energía.
Umbral sensorial: intensidad del estímulo más baja que puede ser detectada.
Tipos de Receptores
- Mecanorreceptor: la presión abre los canales iónicos.
- Termorreceptor: la temperatura incide en una enzima de la membrana que controla un canal iónico.
- Quimiorreceptor: una molécula saboreada u olfateada se acopla a un receptor, iniciando un estímulo que controla el canal iónico a través de mensajeros intracelulares.
- Fotoreceptor: la luz altera una proteína de la membrana.
¿Cómo se Producen las Sensaciones?
Deben ocurrir procesos en la neurona aferente y en el centro elaborador del sistema nervioso.
- Estimulación: un estímulo es detectado por un tipo de receptor específico.
- Transducción: el receptor sensitivo convierte la energía del estímulo en señales electroquímicas (cambio de potencial, despolarización).
- Conducción: si el potencial de la membrana alcanza o supera el nivel umbral, se generan impulsos nerviosos que son conducidos al sistema nervioso central.
- Traducción: una región determinada del sistema nervioso central transforma los impulsos nerviosos en sensación.