3. Antes de estudiar el potencial de reposo y de
acción, se debe tener CONOCIMIENTO de ciertas
definiciones tales como:
• Ion: partícula con carga eléctrica.
• Canal Iónico: es una proteína de
membrana a veces específica que
transporta iones y otras moléculas
pequeñas a través de la
membrana por difusión pasiva o
facilitada, es decir, sin uso de
energía.
• Polaridad: es la capacidad de un
cuerpo de tener dos polos con
características distintas.
• Impulso Nervioso: es el transporte
de información a través de los
nervios, y por medio de sustancias
como el Sodio y el Potasio y su
interacción con la membrana.
• Potencial de Reposo: es el estado
en donde no se transmiten
impulsos por las neuronas.
• Potencial de Acción: es la
transmisión de impulso a través
de la neurona cambiando las
concentraciones intracelulares y
extracelulares de ciertos iones.
• Potencial de Membrana: es el
voltaje que le dan a la membrana
las concentraciones de los iones
en ambos lados de ella.
4. Cuando una neurona está en reposo
presenta una diferencia de carga
eléctrica entre el interior y el exterior
de la célula nerviosa
• Potencial de
Reposo
5. Bomba de
sodio-potasio
• La Bomba de
Sodio-Potasio
corresponde a un
tipo de transporte
activo, porque va
en contra de una
gradiente de
concentración, por
lo tanto requiere
energía (ATP)
para su
funcionamiento.
7. • En el interior de la
membrana existe una
mayor concentración
de iones potasio y
proteínas cargadas
negativamente.
• Los iones potasio
tienden a salir debido
a que la membrana
es permeable a este
ión porque posee
canales de potasio
que están siempre
abiertos cuando la
neurona esta en
reposo.
8. •En el lado externo de la membrana hay una
mayor concentración de iones sodio y calcio.
• El sodio que está
fuera de la célula
tiende a entrar, sin
embargo, los canales
de sodio, durante el
potencial de reposo
están generalmente
cerrados.
• Una proteína de
membrana llamada
Bomba de Sodio-
Potasio, transporta
(“devuelve”) iones
sodio hacia el exterior
de la célula nerviosa.
9. En pocas palabras
• Existe una entrada de
sodio y una salida de
potasio por efecto de la
gradiente de
concentración. Pero
esto amenaza a la
membrana plasmática
de sacarla de su estado
de reposo.
• Para conservar este
potencial se requiere de
la Bomba Sodio-
Potasio, la cual saca de
la célula 3 iones sodio
por cada 2 iones
potasio que ingresan,
incrementando así la
diferencia de potencial.
15. • Solo la neurona y la
célula muscular
presentan potenciales
propagados o de acción
(células excitables). • El cambio de
permeabilidad en el
punto de excitación
permite el movimiento
de iones de un lado a
otro de la membrana,
provocando una
variación en el
potencial de reposo, lo
que genera una nueva
diferencia de potencial
que da inicio a un
potencial de acción.
Esquema que muestra el registro del potencial de reposo o de membrana de una célula
La bomba Na+/ K+ bombea 3 iones Na+ hacia fuera del axón por cada 2 iones K+ bombeados hacia adentro. El interior de la membrana está cargado negativamente con respecto al exterior. Esta diferencia de voltaje - la diferencia de potencial- constituye el llamado potencial de reposo de la membrana. Cuando el axón es estimulado, el interior se carga positivamente con relación al exterior. Esta inversión de la polaridad se denomina potencial de acción. El potencial de acción que viaja a lo largo de la membrana constituye el impulso nervioso.
Osciloscopio de rayos catódicos se utiliza para medir los sucesos eléctricos en el tejido vivo.
a) Cuando ambos electrodos están fuera de la membrana, no se registra ninguna diferencia de potencial. b) Cuando un electrodo se coloca dentro de la membrana, el interior de la neurona es negativo con respecto al exterior y la diferencia entre los dos es de aproximadamente 70 milivoltios. Este es el potencial de reposo. c) Al estimular un axón, el impulso nervioso se propaga a lo largo de él; cuando alcanza la región en donde se encuentran los microelectrodos, el osciloscopio muestra una breve inversión de la polaridad: el interior se hace positivo en relación con el exterior. Esta breve inversión en la polaridad es el potencial de acción.
Cuando el axón es estimulado, el interior se carga positivamente con relación al exterior. Esta inversión de la polaridad se denomina potencial de acción. El potencial de acción que viaja a lo largo de la membrana constituye el impulso nervioso.
Los potenciales de acción registrados para una misma neurona casi siempre son iguales. La única variación -aunque crítica- es la frecuencia, es decir, el número de impulsos nerviosos que se producen en un tiempo determinado; la frecuencia es directamente proporcional a la intensidad del estímulo.
[El esquema muestra los canales iónicos involucrados en la generación de un potencial de acción en un axón. El proceso se inicia cuando los canales de sodio activados por voltaje se abren y los iones sodio ingresan al interior de la célula y esta se despolariza]
El potencial de acción depende del potencial eléctrico neuronal, que, a su vez, es posible por las diferencias en la concentración iónica a cada lado de la membrana. En los axones, las diferencias críticas de concentración involucran iones potasio (K+) e iones sodio (Na+).
Esquema que muestra la propagación del impulso nervioso en el axón. Se indica además la dirección en que viaja el impulso dentro del axón]
Se compara la propagación del potencial de acción en una fibra sin mielina (a) y una fibra mielinizada (b). Se conoce como conducción saltatoria al hecho que el potencial de acción ocurre en las zonas no cubiertas con mielina o nodos de Ranvier]
a) En una fibra sin vaina de mielina, toda la membrana del axón está en contacto con el líquido intersticial. Todas las partes de la membrana contienen canales y bombas de sodio-potasio. b) En una fibra mielinizada, en cambio, solo están en contacto con el líquido intersticial las zonas de la membrana axónica correspondientes a los nodos de Ranvier. Prácticamente todos los canales iónicos y bombas de sodio-potasio se concentran en estas zonas. Así, los potenciales de acción se pueden generar solo en los nodos y el impulso nervioso salta de nodo en nodo, acelerándose la conducción.