Transmision De Los Impulsos Nerviosos

TRANSMISIÓN DE LOS IMPULSOS NERVIOSOS

GENERALIDADES _____

Todas las células poseen un potencial de membrana, pero solo algunos tipos especializados de células son capaces de producir cambios en este potencial, creando potenciales electroquímicos. El ejemplo de estas células son las células musculares y nerviosas, que realizan este acto para transmitir señales entre células, por otra parte, células como los macrófagos, células ciliadas y glandulares realizan esto para cumplir con muchas de sus funciones.

Potencial de difusión.

En este fenómeno podemos observar como la diferencia en la concentraciones de un ion dentro y fuera de la membrana permite que se lleve a cabo un proceso de difusión, donde el ion en cuestión, que se encuentra en el interior de la membrana, por ejemplo, y en menor proporción en el exterior de la misma comienza a salir al exterior, hasta alcanzar una concentración en el exterior lo suficientemente elevada como detener el proceso de difusión que previamente se estaba llevando a cabo. Finalmente en la célula que inicialmente había una carga positiva en el interior y negativa en el exterior la una respecto a la otra, hay electronegatividad en el interior y electropositividad en el exterior. Este proceso puede ocurrir con iones como sodio y potasio, necesitando un potencial de difusión de 61 mV en el interior de la fibra y 94mV con negatividad en el interior, respectivamente.

Potencial de Nernst

El potencial de Nernst se define como el nivel de potencial de difusión a través de una membrana que se opone exactamente a la difusión neta de un ion particular a través de unamembrana, para ese ion.

FEM (milivoltios): + 61xlog Conc. int.

Conc. Ext.

FEM es la Fuerza electromotriz.

El signo de potencial es positivo (+) cuando el ion que difunde hacia fuera tiene carga negativa y negativo (-) cuando el ion que difunde hacia el exterior es positivo.

Calculo del potencial de difusión cuando la membrana es permeable a varios iones.

Para calcular esto se utiliza la ecuación de Goldman o ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz, para calcular el potencial dl interior de la membrana cuando participan tres iones, dos positivos (Na+ y K+) y uno negativo (Cl-).

FEM=-61xlog CNaiPNa+CKiPK+CCl0PCl

CNa0PNa+CK0PK+CCliPCl

La permeabilidad de los canales de sodio y potasio se modifican constantemente durante la producción impulso nerviosos, mientras que los de cloro no se modifican tanto, siendo este fenómeno el principal responsable de la transmisión de señales entre neuronas

POTENCIAL DE REPOSOS _____

El potencial de reposos de una célula nerviosas es de -90 mV, es decir, el potencial en el interior de la célula es 90 mV más negativo que el del líquido extracelular (LEC).

Bomba Sodio-Potasio

Esta expulsa tres iones sodio por dos potasios, los gradientes que ocasiona para el sodio y potasio en el interior y exterior son los siguientes:

Exterior Interior

Na+ 142 mEq/l Na+ 14 mEq/l

K+ 4 mEq/l K+ 140 mEq/l

Sus cocientes desde el interior hacia el exterior:

Na+interior/Na+exterior: 0,1

K+interior/K+exterior: 35

Fuga de sodio y potasio a través de la membrana

El sodio puede escapar por los canales de fuga de potasio que se encuentran en la membrana de la célula nerviosa incluso en la célula en reposo. Estos canales pueden permitir la salida de iones sodio, pero son mucho más permeables al potasio.

Origen del potencial de membrana en reposo

Los factores que establecen el potencial de membrana en reposo son:

o Contribución de la difusión de los iones K+ con un potencial de membrana de -94 mV.

o Contribución de la difusión de los iones Na+ que en conjunto con los iones K+ dan un potencial de membrana en reposos es de -86 mV.

o Contribución de la bomba Na+-K+ que produce ligera electronegatividad dando como resultado -4mV extras.

Finalmente la suma de estas contribuciones da un potencial de membrana en reposo de -90 mV.

POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO _____

Un potencial de acción es un cambio rápido del potencial de membrana que se extiende a lo largo de la fibra nervioso, con posterior retorno al potencial de membrana inicial.

Las fases del potencial de acción son las siguientes:

1. Fase de reposo. La membrana se encuentra polarizada, con un potencial de membrana de -90 mV

2. Fase de despolarización. En esta fase, la membrana se hace muy permeable a los iones sodio, causando una despolarización que lleva el potencial negativo inicial de -90 mV a un potencial cercano a 0, e incluso en algunas fibras nerviosas grandes puede sobreexitarse y llegar a valores ligeramente positivos.

3. Fase de repolarización. Finalmente, diezmilésimas de segundo después de la apertura de los canales de sodio, estos comienzan a cerrarse y los canales de sodio comienzan a abrirse más de lo normal, restableciendo el potencial, esto es llamado repolarización.

Además existen otros mecanismos que permiten el restablecimiento del potencial de membrana en reposo:

Canales de sodio y potasio activados por voltaje

Canales de sodio activados por voltaje. Estos canales presentan dos compuertas, una compuerta interna de inactivación y externa de activación. Se produce en varias etapas. Iniciando por la etapa de reposos:

o Activación del canal de sodio. Inicialmente hay un cambio del potencial de membrana de –90 mV hacia –70 mV a –50 mV, ocasionando un cambio conformacional entrando a un estado activado aumentando la permeabilidad al sodio entre 500 y 5000 veces.

o Inactivación del canal de sodio. El cambio de voltaje que ocasiona la apertura de la compuerta de activación abre también la compuerta de inactivación, con unas diezmilésimas de segundo de diferencia, produciendo también cambios conformacionales, además de que esta compuerta ya no se abre hasta restablecerse el

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