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3 may 2017

Impulso Nervioso

Aguilera, L. y otros. (2006) redactan que se trata de débiles corrientes eléctricas que se transmiten por el axón a una velocidad que llega a los 100 m/s. Por otra parte, Ruiz, A. (2009) dice que es comparable a una corriente nerviosa que se produce mediante un proceso bioquímico que tiene cierto parecido a la corriente eléctrica, ocasionando polarizaciones y despolarizaciones sucesivas de las membranas que envuelven a las prolongaciones neurales (dendritas y axón). No obstante, Tortora, G. y Derrickson, B. (2006) menciona que:
Es una señal eléctrica que se propaga (viaja) a lo largo de la superficie de la membrana plasmática de una neurona. Se inicia y se desplaza por el movimiento de iones (como los de sodio y potasio) entre el líquido intersticial y el interior de la neurona a través de canales iónicos específicos en su membrana plasmática. Una vez que ha comenzado, un impulso nervioso se desplaza rápidamente y con una amplitud constante.
En relación a lo descrito anteriormente, el impulso nervioso es una onda de naturaleza eléctrica que recorre toda la neurona y se origina como consecuencia de un cambio transitorio de la permeabilidad en la membrana plasmática, secundario a un estímulo; cuya función es la transmisión de la información en el sistema nervioso. Por otro lado, consiste en viajar a través de las neuronas como una onda donde van cambiando las cargas. Asimismo, este se genera cuando pasa la estimulación y las cargas vuelven a su estado inicial o de reposo, y se transmite por dos tipos de fenómenos que son eléctricos y químicos. En este sentido, los impulsos nerviosos recorren grandes distancias a velocidades que van desde 0,5 a 130 metros por segundo.


Transmisión

Jabal, J. (1985) menciona que la transmisión del impulso nervioso se trata de fenómeno de naturaleza electroquímica regulado por la distribución de aniones y cationes dentro y fuera de la membrana de la fibra nervioso. Por su parte, Ruiz lo describe de la siguiente manera:
El impulso nervioso se transmite por las prolongaciones neurales, de la misma manera que la electricidad, por los cables, con gran rapidez, si se aplica un estímulo con una intensidad mínima, igual que si es más intenso En dicho proceso juegan un papel fundamental unas sustancias conocidas como neurotransmisores.
Se puede decir, que la transmisión del impulso nervioso consiste en la despolarización, repolarización y propagación electroquímica del sodio y potasio en todas las prolongaciones neuronales, gracias a un estímulo que lo origina. Cabe destacar, que esta transmisión responde a la llamada ley del todo o nada, es decir, que hasta que no se llega a una determinada potencia del estímulo, no se inicia el impulso nervioso, pero una vez sobrepasado ese nivel o umbral, la conducción del impulso se mantiene constante aunque la potencia del estímulo siga aumentando.

Tipos

*Transmisión Eléctrica: Ocurre dos sucesos, el primero consiste en que los iones de potasio penetran en la célula, reduciendo su carga negativa, este proceso se le conoce como despolarización; y el segundo, ocurre cuando las propiedades de las membranas cambian y la célula se hace permeable al sodio que entra en ella con rapidez, y se origina una carga neta positiva en el interior de la neurona.

*Transmisión Química: Ocurre cuando la señal eléctrica alcanza al extremo del axón, ésta estimula unas pequeñas vesículas presinápticas en la célula; estas vesículas contienen una sustancia química llamada neurotransmisores que son liberadores en el espacio submicroscópico que existe entre las neuronas. Además, el neurotransmisor se une a los receptores especializados sobre la superficie de la neurona adyacente.

En resumen, la transmisión de la corriente nerviosa no es otra cosa que una onda de despolarización de la membrana de las fibras nerviosas que progresa a lo largo de ellas. Asimismo, unas cuantas milésimas de segundo son suficientes para que se produzca un ciclo completo de despolarización y repolarización.

Potenciales Graduados

Es una pequeña desviación del potencial de membrana que hace que ésta se halle más polarizada (con el interior más negativo) o bien menos polarizada (con el interior menos negativo). Cuando la respuesta polariza aún más la membrana (y vuelve el interior más negativo), se denomina potencial graduado hiperpolarizante. Cuando la respuesta torna a la membrana menos polarizada (hace el interior menos negativo), se denomina potencial graduado despolarizante.

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. En condiciones normales, los canales activados mecánicamente y aquellos dependientes de ligando pueden estar presentes en las dendritas de las neuronas sensitivas, y los canales dependientes de ligando son abundantes en las dendritas y en los cuerpos celulares de las interneuronas y las neuronas motoras. Por ende, los potenciales graduados se producen fundamentalmente en las dendritas y en el cuerpo celular de una neurona.


Es importante mencionar, que los potenciales graduados toman distintos nombres, de acuerdo con mel tipo de estímulo que los origina y el lugar donde se producen. Por ejemplo, cuando un potencial graduado se genera en las dendritas o el cuerpo celular de una neurona en respuesta a un neurotransmisor, se denomina potencial postsináptico. Por su parte, los potenciales graduados que se originan en las neuronas y en los receptores sensitivos se denominan potenciales generadores y potenciales receptores.

Potencial de Acción

Consiste Tortora y Derrickson dicen que consiste en una secuencia de procesos que se suceden con rapidez y disminuyen o revierten el potencial de membrana y que, finalmente, lo restablecen al estado de reposo. También, lo describen de la siguiente manera:
Señal eléctrica que se propaga a lo largo de la membrana de una neurona o fibra muscular; cambio rápido en el potencial de membrana que comprende una despolarización seguida por una repolarización. Cuando se relaciona con una neurona, también se denomina potencial de acción nervioso o impulso nervioso; cuando se relaciona con una fibra muscular, potencial de acción muscular.
Se puede decir, que el potencial de acción consiste en la transmisión de impulsos a través de las células excitables (neuronas o fibra muscular), cambiando las concentraciones de ciertos iones (sodio y potasio) del medio intracelulares y extracelulares de las membranas de mencionadas células; así, su función es él envió de mensajes entre células nerviosas y a los músculos o glándulas. Por otra parte, su transmisión de impulso a través de las neuronas se da a través de 6 fases, etapas o periodos, los cuales son:
  1. De Latencia (-70mv): Todos los canales para el sodio como los del potasio están regulados por el voltaje manteniéndose en su estado de reposo.
  2. Generador (-55mv): al alcanzar este voltaje de -55mv se aperturan los canales para el sodio produciendo una despolarización alcanzando lo que se denomina el umbral. Principio del todo o nada; donde estos canales del sodio regulados por dicho voltaje producen un potencial de acción.
  3. De Despolarización (0mv): acá en este periodo el sodio entra bruscamente debido al gradiente de concentración, lo que hace que se despolarice aún más la membrana abriéndose más canales para el sodio lo que produce que el potencial de membrana se invierta.
  4. Sobretiro (30mv): los canales para potasio se comienza abrir. Mientras que el sodio llega a su punto máximo y se cierran sus canales para no permitir el paso de este ion.
  5. De Repolarizacion (0mv): los canales del sodio siguen cerradas sus puertas de voltaje, mientras que se abren más puertas de voltaje para el potasio.
  6. Postpotencial Negativo Hiperpolarizacion (-90mv): es una polarización negativa superior a lo normal. Se cierran los canales del potasio y se activa la bomba Na/K-ATPasa que ayuda a restaurar la polaridad de la membrana.
  7. Refractario Absoluto (inhibidor): no se puede iniciar un segundo potencial acción hasta que se alcance un estímulo nuevamente.

En resumen, el potencial de acción es una onda de despolarización que se mueve por el axón, que a medida que se mueve por el axón, detrás de él ocurre repolarización. Durante la despolarización, el axón entra en un período refractario absoluto, un tiempo en el que no puede transmitir otro potencial de acción. Y, cuando se han restablecido suficientes puertas que controlan canales de Na+, la neurona entra en un período refractario relativo, un tiempo en el que el umbral para disparar la neurona es más alto.

Por otra parte, el potencial de acción se ajusta a una respuesta total o nula; no hay variación en la intensidad de un solo impulso. En consecuencia, ocurre una de dos cosas: el potencial de membrana excede al nivel de umbral, llevando a la transmisión de un potencial de acción o no lo hace; y una vez que ha empezado, un potencial de acción se autopropaga.

En resumen, el potencial de acción es una onda de despolarización que se mueve por el axón, que a medida que se mueve por el axón, detrás de él ocurre repolarización. Durante la despolarización, el axón entra en un período refractario absoluto, un tiempo en el que no puede transmitir otro potencial de acción. Y, cuando se han restablecido suficientes puertas que controlan canales de Na+, la neurona entra en un período refractario relativo, un tiempo en el que el umbral para disparar la neurona es más alto.

Por otra parte, el potencial de acción se ajusta a una respuesta total o nula; no hay variación en la intensidad de un solo impulso. Puesto que, ocurre una de dos cosas: el potencial de membrana excede al nivel de umbral, llevando a la transmisión de un potencial de acción o no lo hace; y una vez que ha empezado, un potencial de acción se autopropaga.

Comparaciones de Potenciales

Características
Potenciales Graduados
Potenciales de Acción
Origen
Se originan principalmente en las dendritas y en el cuerpo celular.
Se originan en la zona gatillo y se propagan a lo largo del axón.
Tipos de canales
Canales dependientes de ligandos o accionados mecánicamente.
anales de Na+ y de K+ dependientes del voltaje.
Conducción 
Decrementales (no se propagan); permiten la comunicación a corta distancia.
Son propagados y permiten la comunicación a largas distancias.
Amplitud (tamaño)
Depende de la intensidad del estímulo, y varía entre menos de 1 mV y más de 50 mV.
Del tipo todo o nada; habitualmente alrededor de 100 mV.
Duración
Habitualmente más prolongada, desde varios milisegundos hasta varios minutos.
Menor, desde 0,5 hasta 2 ms.
Polaridad
Pueden ser hiperpolarizantes (inhiben la generación de un potencial de acción) o despolarizantes (estimulan la generación de un potencial de acción). 
Constituidos siempre por una fase despolarizante seguida por una fase repolarizante y el retorno al potencial de membrana de reposo.
Período refractario  
No está presente; por lo que pueden producirse las sumas.
Presente, por lo que no se puede producir la suma de los impulsos.

Factores que Afectan la Velocidad de Propagación

La velocidad de propagación de un potencial de acción es afectada por tres factores principales
  1. Grado de Desmielinización: Los potenciales de acción se propagan más rápidamente a lo largo de los axones mielínicos que de los amielínicos.
  2. Diámetro del Axón: Los axones de mayor diámetro propagan los potenciales de acción más rápidamente que los más pequeños, debido a sus áreas de superficie mayores.
  3. Temperatura: Los axones propagan los potenciales de acción a menor velocidad cuando se enfrían.

Bomba Sodio-Potasio

Es un transporte activo, que saca iones de sodio y mete iones de potasio, hasta que la membrana se repolariza y vuelve a estado de reposo. Por otra parte, la bomba sodio-potasio proporciona una contribución adicional al potencial en reposo, ya que 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 de aproximadamente -4 mV.
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Autor

Prof. Arnaldo Rodríguez

Educación mención Biología

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