Sitema nervioso. El cráneo encierra al encéfalo

...

El potencial de membrana en reposo se origina a partir de una distribución desigual de diversos iones entre el líquido extracelular y el citosol. El liquido extracelular es rico en iones sodio y cloruro. En el citosol el catión principal es el potasio y los dos aniones son los fosfatos que se unan a distintas moléculas. Dado que la concentración de potasio es mayor en el citosol y las membranas tienen muchos canales de conductividad de filtración pasivos para el potasio, este se difunde siguiendo su gradiente de concentración. A medida que más iones potasio abandonan la célula, el interior de la membrana se vuelve más negativo y el exterior mas positivo. Además la mayor parte de los aniones que están dentro de la célula no pueden abandonarla. Las cargas negativas atraen al potasio nuevamente hacia adentro de la célula, finalmente habrá tantos iones potasio que entran en la célula como los que salen.

La permeabilidad de la membrana al ion sodio es muy baja ya que hay pocos canales pasivos para este. Sin embargo el sodio se difunde lentamente hacia adentro de la célula a favor de su gradiente. Si el ingreso pasivo de sodio no se controlara, podría eliminar el potencial de membrana en reposo. La pequeña cantidad de iones sodio que ingresa y potasio que salen, en forma pasiva de la célula es compensada por la bomba sodio-potasio. Estas bombas ayudan a mantener el potencial de membrana en reposo bombeando sodio hacia afuera y potasio hacia adentro.

Las bombas de sodio-potasio son electrogenicas, porque eliminan 3 sodios cada 2 potasios. Esto significa que contribuyen a la negativización del potencial de membrana en reposo.

Potenciales graduados:

Cuando une estimulo causa la apertura o el cierre de un canal regulado por ligandos o de un canal accionado mecánicamente en la membrana plasmática de una célula excitable, se origina un potencial graduado. Un potencial graduado es una pequeña desviación del potencial de membrana que hace que esta se halle más o menos polarizada. Cuando la respuesta polariza aun más a la membrana, se denomina potencial graduado hiperpolarizante. Cando la respuesta torna la membrana menos polarizada, se denomina potencial graduado despolarizante.

Decir que estas señales eléctricas están graduadas significa que varían en amplitud de acuerdo con la intensidad del estimulo. Según la cantidad de canales abiertos, la señal será más intensa o más débil. La apertura o cierre de los canales regula el flujo de los iones específicos a través de la membrana y produce un flujo de corriente localizado, lo cual implica que se propaga a una distancia corta en la membrana plasmática y desaparece.

Generación de los potenciales de acción:

Un potencial de acción o impulso nervioso consiste en una secuencia de procesos que se suceden con rapidez y que se producen en dos fases. Durante la fase de despolarización, el potencial de membrana negativo se vuelve menos negativos, llega a cero y luego se vuelve positivo. Durante la fase de repolarizacion, el potencial de membrana retorna a su estado de reposo de -70 mV. Durante el potencial de acción, se abres y luego se cierran dos tipos de canales dependientes del voltaje. Estos canales están presentes sobre todo en la membrana plasmática del axón y en los terminales axónicos. El primer canal que se abre, el canal de sodio, permite el ingreso rápido de sodio al interior de la célula, lo cual produce la fase despolarizante. Luego se abren los canales de potasio y permiten el flujo hacia afuera de potasio lo que genera la fase de repolarizacion. En conjunto, ambas fases duran 1ms.

Los potenciales de acción se originan de acuerdo con el principio de todo o nada. Cuando la despolarización alcanza cierto nivel umbral, los canales de sodio reglados por voltaje se abren, y se produce un potencial de acción. El potencial de acción es siempre del mismo tamaño. [pic 2]

Propagación de los impulsos nerviosos:

La propagación o conducción de los impulsos nerviosos se usan para transmitan información entre distintos sectores del organismo, y depende de retroalimentación positiva. Un impulso nervioso se propaga, normalmente en una sola dirección: desde la zona de gatillo a los terminales axónicos.

Conducción continua y saltatoria.

El tipo de propagación que se describió tiene lugar en las fibras musculares y en los axones amielinicos. Esta despolarización y repolarización paso por paso de cada segmento adyacente de la membrana plasmática se denomina conducción continua. En la conducción continua, los iones fluyen a través de sus canales regulados por el voltaje en cada segmento adyacente de la membrana. En este tipo de conducción, el impulso nervioso se propaga por una distancia relativamente corta en unos pocos milisegundos.

Los impulsos nerviosos se propagan con mayor rapidez en los axones mielínicos que en los amielinicos. La conducción saltatoria, un tipo especial de propagación de los impulsos que tiene lugar en los axones mielínicos, se produce por la distribución desigual de canales dependientes del voltaje. Algunos pocos de estos canales se localizan en la región del axolema cubierta por la vaina de mielina. En contraste, en los nodos de Ranvier, el axolema tiene muchos canales dependientes del voltaje. Por lo tanto, la corriente producida por el sodio y el potasio fluye a través de la membrana principalmente por esos nodos.

Cuando un impulso nervioso se propaga a lo largo de un axón mielínicos, una corriente eléctrica fluye a través del líquido extracelular que rodea la vaina de mielina y a través del citosol desde un nodo al siguiente. El impulso nervioso del primer nodo origina corrientes iónicas en el citosol y en el líquido extracelular que despolarizan la membrana hasta el valor umbral y causan la apertura de los canales de sodio reguladores por el voltaje del segundo nodo. La corriente iónica que se establece a través de estos canales abiertos determina un impulso nervioso en el segundo nodo. Luego el impulso nervioso genera en este una corriente iónica que da lugar a la apertura de los canales sodios reguladores del tercer nodo y así sucesivamente. Cada nodo se repolariza después de despolarizarse.

El flujo de corriente a través de la membrana que se produce sobre los nodos de Ranvier tiene dos consecuencias.

- El impulso parece saltar de un nodo al otro a medida que cada área del nodo se despolariza. Dado que el impulso salta a lo largo de los extensos canales de axolema rodeados de mielina a medida que la corriente