Potencial de membrana y transmisión neuronal: fases, bomba Na+/K+ y neurotransmisores

Potencial eléctrico de las neuronas

Las neuronas tienen un potencial eléctrico generado por las diferencias de concentración de determinados iones entre el interior y el exterior de la membrana plasmática. La membrana es impermeable a las moléculas polares y a los iones, por lo que el transporte se realiza por difusión facilitada a través de canales iónicos o mediante la bomba Na+/K+.

Fases del potencial de membrana

Potencial en reposo

Cuando la neurona está en reposo y no transmite un impulso nervioso, su citoplasma tiene carga negativa debido a una mayor presencia de aniones, mientras que en el exterior presenta una carga positiva. Diferencia de potencial: aproximadamente -70 mV.

La bomba Na+/K+ funciona para mantener la diferencia de potencial de -70 mV, bombeando 3 iones de Na+ hacia el exterior del axón por cada 2 iones de K+ que entran hacia el citoplasma. Los canales iónicos de Na+ y K+ están cerrados.

Despolarización y potencial de acción

Con la llegada del estímulo, la membrana neuronal se despolariza (se intenta equilibrar las diferencias de carga entre el exterior y el citoplasma del axón).

• Deja de funcionar temporalmente la bomba Na+/K+.
• Se modifica la conformación de las proteínas de los canales de Na+, lo que provoca el paso de este ión hacia el interior de la neurona.

Potencial de acción: aproximadamente +40 a +50 mV.

Repolarización

Cada zona vuelve nuevamente al potencial de reposo.

• Cambia de nuevo la conformación de las proteínas transportadoras de Na+ y se cierra el paso a este ión.
• Otras proteínas permiten el paso de iones K+ hacia el exterior de la neurona.
• La bomba Na+/K+ vuelve a funcionar para restablecer el potencial en reposo.

Períodos refractarios

El período refractario absoluto dura entre 0,5 y 2 ms: la fibra no se puede excitar de nuevo. El período refractario relativo, durante 2-3 ms, recupera su excitabilidad, aunque se necesitará un estímulo mayor para volver a generar un potencial de acción.

La sinapsis y la transmisión sináptica

La sinapsis se produce en el espacio que separa a ambas neuronas y se lleva a cabo por medio de neurotransmisores, que son moléculas sintetizadas por la célula presináptica.

Proceso sináptico

1. En el extremo presináptico, los neurotransmisores se encuentran en las vesículas.
2. Al llegar el potencial de acción, los neurotransmisores se liberan al espacio sináptico.
3. Los neurotransmisores liberados se unen a receptores situados en las dendritas de la neurona siguiente y originan un impulso nervioso que se transmite en la neurona postsináptica.
4. Los neurotransmisores vuelven a liberarse al espacio sináptico y son en parte reabsorbidos por la célula productora y en parte degradados.

Los neurotransmisores pueden excitar (iniciar un potencial de acción) o inhibir (bloquear el potencial de acción que ha iniciado otra neurona).

Neurotransmisores destacados

Acetilcolina: es un neurotransmisor liberado por algunos axones cuya función es excitar y despolarizar la neurona receptora para iniciar un potencial de acción. Puede liberarse también en la musculatura esquelética y provocar su contracción.

GABA: es un neurotransmisor presente en el sistema nervioso central que tiene función inhibitoria; las neuronas que lo liberan eliminan la acción excitadora que han transmitido otras células nerviosas.