Señales eléctricas en las neuronas

1. Señales eléctricas en las
neuronas
Salvador López Guadíán
5 ACNE-M

2. Señales eléctricas en las neuronas
 Las neuronas se comunican entre si mediante dos
tipos de señales eléctricas: los potenciales graduados
y los potenciales de acción.
 Para comprender las funciones de los potenciales
graduados y los de acción, podemos tomar como
ejemplo lo que hace nuestro sistema nervioso para
que nosotros podamos percibir la superficie lisa de un
bolígrafo.

3. Señales eléctricas en las neuronas
1. Mientras tocamos el bolígrafo, se desarrolla un
potencial graduado en los receptores sensitivos de la
piel de nuestros dedos.
2. El potencial graduado estimula el axón de la neurona
sensitiva para que inicie el potencial de acción nervioso,
que se dirige a lo largo del axón hacia el SNC y este
causa la liberación de neurotransmisores en la sinapsis
con una interneurona.

4. Señales eléctricas en las neuronas
3. El neurotransmisor estimula la interneurona para que
inicie un potencial graduado en sus dendritas y en su
cuerpo celular
4. En respuesta a este potencial graduado, el axón de la
interneurona produce un potencial de acción nervioso.
Este se desplaza a lo largo del axón y de ello resulta la
liberación de neurotransmisores en la próxima sinapsis
con otra interneurona.

5. Señales eléctricas en las neuronas
5. Este proceso de liberación de neurotransmisores en
la sinapsis, seguido de la formación de un potencial
graduado y luego de un potencial de acción nervioso
ocurre una y otra vez a medida que se activan
interneuronas localizadas en sectores superiores al
encéfalo.

6. Señales eléctricas en las neuronas
 Al comenzar a escribir con el bolígrafo el SN
responde de la siguiente manera:
6. Un estimulo en el cerebro produce un potencial
graduado en las dendritas y en el cuerpo celular de una
neurona motora superior, esta neurona hace sinapsis
con una neurona motora inferior situada en el SNC y de
esta forma provoca la contracción de un músculo
esquelético. Este potencial graduado genera luego la
producción de un potencial de acción nervioso en la
neurona superior seguido de la liberación de
neurotransmisores.

7. Señales eléctricas en las neuronas
7. El neurotransmisor origina un potencial graduado en
una neurona motora inferior, un tipo de neurona
motora que inerva directamente las fibras musculares
esqueléticas. El potencial graduado desencadena un
potencial de acción nervioso y luego la liberación de
neurotransmisores en la unión neuromuscular que se
forma con las fibras musculares esqueléticas que
controlan el movimiento de los dedos.

8. Señales eléctricas en las neuronas
8. El neurotransmisor estimula la formación de un
potencial de acción muscular en estas fibras musculares,
que provocan la contracción de las fibras musculares de
los dedos, permitiéndonos escribir.
Los potenciales graduados y de acción se producen
porque las membranas de las neuronas contienen tipos
diferentes de canales iónicos que se abren o se cierran,
en respuesta a estímulos específicos.

9. Canales iónicos
 Los potenciales graduados y los potenciales de acción
se producen porque las membranas de las neuronas
contienen canales iónicos que permiten el paso de iones
específicos a través de la membrana plasmática. Las
señales eléctricas que producen las neuronas dependen
de 4 tipos de canales:
1. Canales pasivos.
2. Canales dependientes de ligandos.
3. Canales accionados mecánicamente.
4. Canales dependientes de voltaje.

10. Canales pasivos
1. Las compuertas de los canales pasivos alternan al
azar entre las posiciones abierta y cerrada, tienen
muchos mas canales pasivos para el ion potasio que para
el ion sodio, se encuentran en casi todas las células,
incluyendo las dendritas y cuerpos celulares de todas las
neuronas.

11. Canales dependientes de ligandos
2. Los canales dependientes de ligandos se abren y
cierran en respuesta a estímulos químicos específicos.
Se localizan en las dendritas de algunas neuronas
sensitivas, como los receptores del dolor.

12. Canales accionados mecánicamente
 3. Los canales accionados mecánicamente se abren
o se cierran luego de una estimulación mecánica. La
fuerza ejercida distorsiona la posición de reposo del
canal y abren su compuerta. Como ejemplo tenemos
a los receptores auditivos del oído.

13. Canales dependientes de voltaje
 Los canales dependientes del voltaje se abren en
respuesta a un cambio en su potencial de membrana,
estos canales participan en la generación y
conducción de potenciales de acción en los axones de
todos los tipos de neuronas.

14. Potencial de membrana en reposo
 El potencial de membrana en reposo es la
consecuencia de la pequeña acumulación de iones
negativos en el citosol a lo largo de la superficie
interna de la membrana y de la acumulación
semejante de iones positivos en el líquido
extracelular, a lo largo de la superficie externa de la
membrana. Esta forma de separación de cargas es
una forma de energía potencial. Mientras mayor sea
la diferencia de cargas, mayor sera el potencial de la
membrana.

15. Potencial de membrana en reposo
 El potencial de membrana de reposo se origina a
partir de 3 factores:
1.La distribución desigual de diversos iones en el líquido
extracelular y el citosol.
2.Incapacidad de la mayoría de los aniones para
abandonar la célula.
3. La naturaleza electrogénica de las ATPasas 푁푎+/퐾+

16. Potenciales Graduados
 Un potencial graduado es una pequeña desviación del
potencial de membrana que hace que esta se halle
mas polarizada ( con el interior más negativo) o bien
menos polarizada. Cuando la respuesta polariza aun
mas a la membrana se denomina potencial graduado
hiperpolarizante, cuando la respuesta torna a la
membrana menos polarizada , se denomina potencial
graduado despolarizante.

17. Potenciales Graduados
 Un potencial graduado se produce cuando un
estímulo hace que los canales activados
mecánicamente o los canales dependientes de
ligando se abran o cierren en la membrana plasmática
de una célula excitable. Los potenciales graduados se
producen fundamentalmente en las dendritas y
cuerpos celulares de las neuronas.
 Nos referimos a estas señales eléctricas como
graduadas ya que varían en amplitud de acuerdo con
la intensidad del estímulo.

18. Potenciales Graduados
 Según la cantidad de canales iónicos que se abran o
cierren y de cuanto tiempo permanezcan abiertos, la
señal será mas intensa o mas débil.
 La apertura o cierre de los canales iónicos altera el
flujo de iones específicos a través de la membrana y
produce un flujo de corriente localizado; esto significa
que se propaga hacia regiones adyacentes a lo largo
de la membrana plasmática en cualquier dirección
desde el origen del estímulo. Este modo de viajar se
denomina conducción decremental.

19. Potenciales de acción
 Un potencial de acción consiste en una secuencia de
procesos que suceden con rapidez y disminuyen o
revierten el potencial de membrana y que finalmente
lo restablecen al estado de reposo.
 Un potencial de acción consiste en tres fases:
1. Fase de despolarización.
2. Fase de repolarización.
3. Fase de poshiperpolarización.

20. Potenciales de acción
 Un potencial de acción de produce en la membrana
del axón de una neurona cuando la despolarización
alcanza cierto nivel denominado umbral.
 Un potencial de acción de acción depende de un
estimulo que sea capaz de llevar el potencial de
membrana a un nivel umbral.
 Un potencial umbral es generado a base de un
estímulo umbral, mas no de un estimulo subumbral.

21. Fase de despolarización
 Cuando un estímulo produce la despolarización de la
membrana hasta un nivel umbral, los canales 푁푎+
dependientes de voltaje se abren rápidamente. El
flujo de entrada de 푁푎+ modifica el potencial de
membrana desde un valor de -55mV a +30mV.
 Cada canal de 푁푎+ dependiente de voltaje tiene dos
compuertas separadas: una compuerta de activación
y una de inactivación.

22. Fase de repolarización
 Poco tiempo después de que se abren las compuertas
de activación de los canales de 푁푎+ dependientes de
voltaje, se cierran las compuertas de inactivación.
 El canal se encuentra en estado inactivado. Ahora
además de la apertura de los canales de 푁푎+, una
despolarización que alcance el nivel umbral también
provocara una apertura de canales de 퐾+.

23. Fase de Poshiperpolarización
 Mientras que los canales de 퐾+ permanecen abiertos,
el egreso del 퐾+ puede ser lo suficientemente
importante como para producir una fase de
poshiperpolarización.
 Durante esta fase el potencial de membrana se torna
aun mas negativo. A medida que los canales de 퐾+ se
cierran el potencial de membrana retorna a los
valores de reposo de -70mV.

25. Periodo refractario
 El tiempo luego del inicio de un potencial de acción
durante el cual una célula excitable no puede generar
otro potencial de acción se denomina período
refractario.
 Periodo refractario absoluto: ni siquiera un estímulo
muy intenso podrá iniciar un segundo potencial de
acción.
 Periodo refractario relativo: intervalo de tiempo
durante el cual un segundo potencial de acción puede
ser iniciado, pero solo por un estimulo mas potente de
lo normal.