POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO, EXCITABILIDAD, CONDUCTIBILIDAD

Potencial de membrana en reposo:

Se han hecho experimentos en axones de calamar gigante, en los cuales se coloca un electrodo dentro del axón y otro electrodo fuera del axón (en el espacio extracelular), se miden los voltajes a ambos lados de la membrana celular y se halla la diferencia de ambos voltajes obteniendo como resultado que el valor del potencial de membrana en reposo (neurona que no está siendo excitada) es de -90mV.
El potencial de membrana es, entonces, la diferencia del potencial eléctrico a ambos lados de la membrana y es característica de las neuronas (células polarizadas) poseerlo.
Tanto dentro de la célula como en el espacio extracelular encontramos Na+, K+, Cl-, y otros iones, lo que difiere es la concentración de cada uno de estos iones a cada lado de la membrana celular.
El Na+, al igual que el Cl-, están más concentrados fuera de la célula, por eso entran pasivamente a la célula a través de los canales iónicos. A diferencia de éstos, el K+ por estar más concentrado dentro de la célula tiende a salir de ella, también, por la misma forma de transporte.
La membrana del axón es dos veces más permeable al K+ y al Cl- que de lo que es para el Na+. A pesar de que entra poco Na+ a la célula en relación con la cantidad de K+ que sale, hay otra proteína de transporte que funciona con gasto de energía porque transporta iones en contra de su gradiente de concentración, es la bomba de Na+K+, que es quien provoca la electronegatividad dentro de la célula cuando está en reposo. Esta bomba impulsa 3 iones de Na+ hacia fuera de la célula y 2 iones de K+ hacia adentro de la célula.
En conclusión, si todo éste transporte de iones no ocurriera, el potencial de membrana en reposo se vería afectado, de éste modo podríamos decir que si la diferencia de cargas a ambos lados de la membrana disminuye, el potencial de membrana en reposo disminuye también, y si el primero aumenta, el segundo aumenta también.

Excitabilidad: Potencial de Acción:

La célula nerviosa recibe un estímulo: excitabilidad (condición del ambiente capaz de alterar el potencial de reposo) y lo convierte en impulso nervioso.
Un estímulo umbral produce en primer lugar la despolarización, en la cual hay un aumento en la permeabilidad para el Na+, que entra por difusión a la célula (es atraído al interior por cargas negativas) con una cantidad de cargas positivas capaces de alterar el potencial de reposo y generar un estado positivo dentro del axón (se invierte la polarización), el potencial de membrana ahora es de +30 mV.
En un segundo lugar se produce la repolarización de la membrana, esto lleva a que aumente la permeabilidad para el K+ y disminuya la permeabilidad para el Na+, que vuelve a la normal. El K+ con cargas positivas, en grandes cantidades sale de la célula. El potencial se vuelve a -70 mV (de reposo). Disminuye a lo normal la permeabilidad de K+. Luego se produce un transporte de Na+, que vuelve a salir al exterior de la célula y simultáneamente un transporte y difusión de iones K+ que vuelven a entrar a la célula, restableciendo su estado original.
Las células nerviosas son excitables, o sea capaces de trasmitir impulsos eléctricos a lo largo de su membrana, pero hay dos períodos que tienen que ver con ésta característica: 1- Período refractario absoluto: período de tiempo en el cual la neurona no puede generar otro potencial de acción, incluso con un estímulo fuerte; coincide con la activación e inactivación de los canales de Na+ (no se pueden reabrir antes del estado de reposo). 2- Período refractario relativo: un segundo potencial de acción puede iniciarse, pero solo si se aplica un estímulo supraumbral; coincide con la apertura de los canales de K+, después de que los canales de Na+ inactivados han regresado a su estado de reposo.

Conductibilidad:

Los impulsos nerviosos deben viajar desde el cono de arranque del axón hasta las terminales axónicas, este proceso se conoce como “conducción” del impulso nervioso.
Hay dos tipos de axones, los amielínicos que no poseen mielina (lipoproteína formada por las células de Schwann), y los mielínicos que se encuentran alternadamente rodeados de mielina (vainas de mielina). Hay también dos tipos de conducción de los impulsos nerviosos: conducción continua y conducción saltatoria.
La conducción continua se da en axones amielínicos, cuando la neurona recibe un estímulo se producen potenciales de acción, cuando esto pasa los canales de Na+ se abren permitiendo la entrada de este ión + a la célula haciendo que se despolarice la membrana en esta zona, y continúan abriéndose los canales de Na+ adyacentes y despolarizándose la membrana en ese lugar adyacente y así sucesivamente a lo largo de todo el axón (recordemos que cuando la membrana se despolariza invierte su polaridad).
La conducción saltatoria se da en axones mielínicos, el proceso es diferente al anterior, en las zonas de la membrana donde la vaina de mielina cubre al axón hay pocos canales iónicos. Sin embargo, en los nódulos de Ranvier (lugares donde se interrumpe la vaina de mielina) la membrana posee muchos canales iónicos.
Ocurre la despolarización de la membrana en los nódulos de Ranvier. Cuando un impulso nervioso se propaga en un axón mielínico, las corrientes que producen los iones fluyen en el líquido extracelular que rodea la vaina de mielina y en el citosol, a un nódulo siguiente.
El impulso nervioso en el primer nódulo genera un flujo de iones en el citosol y en el líquido extracelular que provocan la apertura de los canales de Na+ de voltaje en el segundo nódulo. En éste, el flujo de iones conduce el impulso nervioso que luego genera un flujo iónico que abre los canales de Na+ en el tercer nódulo, y así sucesivamente.
La velocidad de propagación del impulso nervioso en la conducción saltatoria es mayor que en la continua, quien define esta diferencia de velocidad es la presencia de vainas de mielina que aceran el proceso los impulsos nerviosos “saltan” intervalos para seguir su conducción, mientras que en el otro tipo debe ir propagándose por toda la membrana del axón.