Potenciales de Acción

Potencial de acción de un axón de calamar gigante.

En respuesta a un estímulo apropiado, la membrana celular de una célula nerviosa pasa a través de una secuencia de despolarización desde su estado de reposo, seguido de la repolarización a ese estado de reposo. En realidad en la secuencia, invierte su polaridad normal durante un breve periodo, antes de restablecer el potencial de reposo.

El ejemplo de arriba del potencial de acción de un calamar, fue modelado por el potencial de acción medido, según se muestra en la publicación West's Medical Physics. Los intervalos de tiempo aproximados mostrados han sido escritos a escala de los marcadores de tiempo de la traza experimental. Los tiempos me parecen muy cortos. Creía que el tiempo de recuperación al potencial de reposo, era mas bien de unos 100 ms.

La secuencia del potencial de acción es esencial para la comunicación neuronal. La acción más simple en respuesta al pensamiento, requiere de muchos de estos potenciales de acción para su comunicación y ejecución. Para modelar el potencial de acción de una célula nerviosa humana, se puede utilizar un potencial de reposo nominal de -70 mV. El proceso implica varios pasos:

  1. El estímulo es recibido por las dendritas de una célula nerviosa. Esto hace que los canales de Na+ se abran. Si la abertura es suficiente para llevarr el potencial interior desde -70 mV hasta -55 mV, el proceso continúa.
  2. Después de haber alcanzado el umbral de acción, se abren más canales de Na+ (llamados a veces canales activados por voltaje). La afluencia de Na+ impulsa el interior de la membrana celular hasta aproximadamente 30 mV. El proceso en este punto se denomina despolarización.
  3. Los canales de Na+ se cierran y los canales K+ se abren. Dado que los canales de K+ son mucho más lentos para abrir, la despolarización lleva mas tiempo para completarse. Teniendo ambos canales Na+ y K+ abiertos al mismo tiempo, el sistema queda neutralizado y se evita la creación de cualquier otro potencial de acción.
  4. Con los canales K+ abiertos, la membrance comienza a repolarizarse de nuevo hacia su potencial de reposo.
  5. La repolarización típicamente rebasa el potencial de reposo hasta aproximadamente -90 mV. Esto se conoce como hiperpolarización y parece ser contraproducente, pero en realidad es importante en la transmisión de información. La hiperpolarización impide a la neurona recibir otro estímulo durante este tiempo, o al menos eleva el umbral para cualquier nuevo estímulo. Parte de la importancia de la hiperpolarización está en la prevención de que cualquier estímulo ya enviado a un axón, desencadene otro potencial de acción en la dirección opuesta. En otras palabras, la hiperpolarización asegura que la señal avance en una dirección.
  6. Después de la hiperpolarización, la bomba Na+/K+ lleva finalmente a la membrana, de vuelva a su estado de reposo de -70 mV.
Transmisión de un Potencial de Acción a un Axón

Autor contribuyente: Ka Xiong Charand

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