NEUROCIENCIAS

POTENCIAL DE MEMBRANA Y POTENCIAL DE ACCION

NEUROCIENCIAS

Potencial de membrana en reposo de los nervios

El potencial de membrana en reposos de las fibras nerviosas grandes cuando no transmiten señales nerviosas es de aproximadamente -90 mV. Es decir, el

potencial en el interior de la fibra es 90 veces más negativo que el potencial

del líquido extracelular.

En el potencial de reposo de la membrana nerviosa van a contribuir:

-Difusión de potasio -Difusión del sodio

- Bomba sodio potasio

Difusión simple: movimiento cinético de moléculas o iones a través de la membrana

Difusión facilitada: la sustancia es transportada atreves la membrana, con una proteína

portadora específica.

Contribución del potencial de la difusión de potasio.-

Suponiendo que el único movimiento atreves de la membrana sean los iones de potasio, el potencial de reposo dentro de la fibra seria -94 mV, ya que si sacamos el potencial de nernst:FEM=-61* log 140/4 = -61log 35 =-61*1.54 = -94 mV

Contribución de sodio atreves de la membrana nerviosa.-

el cociente de los iones de sodio desde el interior hasta el exterior de la membrana es de 0,1 y esto da un potencial de nernst calculado para el interior de la membrana de +61 mV, pero como interaccionan el

potencial del potasio que es de -94 mV mas el potencial de sodio que es de +61 mV, nos va a dar si realizamos la

operación de goldman un potencial de membrana interior de -86 mV. La permeabilidad de la membrana al

potasio es aproximadamente 100 veces mayor que la permeabilidad al sodio.

FEM=-61* log CNai + PNai + CKi + PKi / CNae + PNae + CKe + PKe

C= concentración P= permeabilidad

Formula de goldman:

Contribución de la bomba sodio-potasio.- La bomba sodio-potasio proporciona una contribución

adicional al potencial en reposo. Se bombean tres iones de sodio hacia el exterior por cada dos de potasio hacia

el interior. Este hecho da lugar a una perdida continua de cargas positivas desde el interior de la membrana, esto genera un grado adicional de electronegatividad en el

interior (aproximadamente -4 mV).

En conclusión cuando actúan todos estos mecanismos a la vez (difusión

de sodio, difusión de potasio y bomba de sodio-potasio) dan un

potencial de membrana de -90 mV.

Potencial de acción nerviosa.

Las señales nerviosas se trasmiten mediante el potencial de acción que son cambios rápidos del

potencial de membrana que se extiende rápidamente a lo largo de la membrana de las fibras

nerviosas.

Las sucesivas fases del potencial de acción son:

-Fase de reposo -Fase de despolarización

- Fase de repolarización

Fase de reposo.-

Se dice que la membrana se polariza durante esta fase debido

al potencial de membrana negativo de -90 mV que está presente.

Fase de despolarización.-

En este momento la membrana se hace súbitamente muy permeable a los iones de sodio, lo que permite la entrada de un

número muy grande de sodio al interior del axón.

Esta entrada de sodio al interior del axón hace que el potencial de membrana se sobreexcite mas allá de nivel cero y que se haga

algo positivo.

En algunas fibras más pequeñas así como en muchas neuronas del sistema nervioso central, el potencial solo se acerca al nivel

cero.

Fase de repolarización.-

En un plazo de algunas diez milésimas de segundo después de que la membrana se haya hecho muy permeable a los iones de sodio, los

canales de sodio comienzan a cerrarse y los canales de potasio se abren más de lo normal.

De esta manera la salida de los iones de potasio

hacia el exterior restablece el potencial de membrana en reposo negativo normal.

Cuando la despolarización alcanza cerca de -55 mV la neurona lanza un potencial de acción. Este es el umbral. Si la neurona no alcanza este umbral crítico, no se producirá el potencial de acción.

Entendemos como período refractario aquel período en que la célula se hace refractaria, es decir, no deja

pasar ni transmite ninguna señal. Se divide en dos periodos:

Relativo y Absoluto

Periodo refractario absoluto: Es aquel en el que los Canales de Na sensibles a voltaje se encuentran

"inactivados", por lo que se deja el transporte de Sodio.

Periodo refractario relativo: se da en alguna parte de la Fase de Repolarización, en donde los Canales de Na

paulatinamente comienzan a cerrarse para así comenzar a abrirse y transportar nuevamente Sodio, por lo que al agregar un estímulo excitatorio muy intenso se puede

provocar que los canales que se encuentran cerrados en ese momento se abran y generen un nuevo Potencial de

Acción.

Principio del todo o nada:

El proceso de despolarización viaja por toda la membrana si las condiciones son

las adecuadas, o no viaja en lo absoluto si no lo son.

Conducción saltatoria.-

La vaina de mielina que rodea la fibra nerviosa contiene una sustancia lipotroteínica que no conduce electricidad,

formando una capa aislante alrededor de la fibra nerviosa, sin embargo, la vaina está interrumpida a

intervalos regulares por los nodos de Ranvier, en los que ocurre la despolarización.

El potencial de acción se conduce de un nódulo a otro. Esta conducción es útil por que:

1.- se acelera la velocidad de transmisión nerviosa.

2.- la conducción saltatoria conserva la energía para el axón por que solo se despolarizan los nódulos, y

por lo tanto precisa poco metabolismo para restablecer la diferencias de concentración de sodio y potasio atraves de la membrana después de una

serie de impulsos nerviosos.