05 Fisiología POTENCIAL DE MEMBRANA

Para la mayoría de la gente, una solución es una respuesta. Para los químicos no es más que agua sucia.

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Introducción

Existen un lenguaje biológico mediante el cual el sistema nervioso recibe información de los receptores sensoriales, la procesa y emite una respuesta a las células efectoras, las células musculares o las células secretoras. Este lenguaje es el potencial de acción y se transmite de una neurona a otra, o de una neurona a una célula efectora, o de una célula receptora a una neurona… mediante sinapsis química (neurotransmisores) o mediante sinapsis eléctrica.

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Potencial en Reposo

Cuando una célula está en reposo, el potencial de membrana se conoce como potencial de reposo. Por convención se toma el potencial externo como cero, por lo que teniendo en cuenta que el interior tiene un exceso de carga negativa, el potencial de membrana en este caso toma valor negativo de -60 a -70 mV.

¿Que porqué son negativas las células por dentro? Ah, es que no han encontrado el amor verdadero... Bueno, eso y porque: dado que las células están rodeadas de una membrana plasmática que definen los límites de las células y que tienen permeabilidad selectiva, En el interior celular la concentración de los iones K+ y los aniones-, es más alta, que en el exterior celular, donde los iones Na+, Ca2+ y Cl- tienen una concentración más alta, esto es lo que genera en primer lugar un interior negativo y un exterior positivo.

Desde luego, ya que el cuerpo siempre quiere estar en equilibrio, la diferencia de cargas que existe entre adentro y afuera de la célula genera una gran tendencia a equilibrar las concentraciones de iones (potencial electroquímico), a un lado y a otro de la membrana, generando lo que conocemos como potencial de reposo de membrana.

Potencial de Acción

El voltaje a través de la membrana, (y por lo tanto el potencial de reposo) se modifica cada vez que ocurre un flujo neto de iones hacia o desde el interior de la célula. Así que podemos decir que el potencial de acción es una rápida inversión del potencial de reposo. Cuando se produce una disminución de la carga eléctrica, el proceso se denomina despolarización. El caso contrario se conoce como hiperpolarización.

En otras palabras: La hiperpolarización es cuando el potencial de membrana se vuelve más negativo en un punto particular en la membrana de la neurona, mientras que la despolarización es cuando el potencial de membrana se vuelve menos negativo (más positivo). La despolarización e hiperpolarización ocurren cuando los canales iónicos de la membrana se abren o cierran, lo cual altera la capacidad de determinado tipo de iones para entrar o salir de la célula.

La apertura y el cierre de estos canales pueden depender de la unión de moléculas de señalización, tales como neurotransmisores (como con los canales iónicos ligando dependientes), o del voltaje a través de la membrana (como con canales iónicos voltaje dependientes).

Así como el potencial de reposo se corresponde con un estado donde la neurona está sin estimular, cuando es estimulada se produce una “explosión de actividad eléctrica” y esta estimulación es conocida como potencial de acción, la cual se divide en 4 fases:

Aprender todo lo que sigue a continuación es importante, muy importante:

A. Ante un estímulo, Se abren los canales de Sodio. El hecho de que se abran, provoca la entrada brusca de Sodio a favor de gradiente electroquímico y genera que el Voltaje se vuelva ligeramente menos negativo, de modo que cruza un valor de umbral (por lo general, alrededor de -5o Vm Este pequeño cambio de Voltaje, provoca la apertura de más canales de Sodio dependientes de ese voltaje, entra mucho más Sodio provocando una despolarización violenta del potencial de membrana (se hace positivo) y que llegue hasta +40Vm, Despolarizando la célula

B. Después de un breve lapso, los canales de sodio se inactivan a sí mismos (se cierran y no responden al voltaje) y detienen la entrada de sodio. Un conjunto de canales de potasio dependientes de voltaje se abre, lo cual permite que el potasio salga precipitadamente de la célula siguiendo su gradiente electroquímico. Estos eventos disminuyen rápidamente el potencial de membrana y este regresa a su estado normal de reposo, repolarizando la célula.

C. Los canales de potasio dependientes de voltaje permanecen abiertos un poco más de lo necesario para que la membrana vuelva a su potencial de reposo. Esto da lugar a un fenómeno llamado hiperpolarización, El cloro hace su entrada y contribuye a hiperpolarizar el ambiente, en el cual el potencial de membrana por breves instantes es más bajo (se vuelve más negativo) que su potencial de reposo.

D. Finalmente, los canales de potasio dependientes de voltaje se cierran y el potencial de membrana se estabiliza en el potencial de reposo. Los canales de sodio regresan a su estado normal (permanecen cerrados pero, una vez más, pueden responder al voltaje). El ciclo del potencial de acción puede volver a comenzar.

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En Conclusión

Existen cientos de ejemplos, de cómo un estímulo externo se transforma en un potencial de acción y finalmente en una respuesta. Además varía, hay sinapsis químicas y eléctricas (células vecinas acopladas eléctricamente, uniones GAP); pero el hecho es que un estímulo visual, un sonido, un sabor, dolor, temperatura, ritmo cardiaco, golpe,… todo ello, así como sus respuestas, se codifica en un único lenguaje biológico, que es el potencial de acción…

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Wikiresumen

Lo que está entre paréntesis está bloqueado.

01 Despolariza NA (K) 02 Repolariza (NA) K 03 Hiperpolariza CL (K) 04 Polariza (reposo)

↑CA+= ↑Umbral

↑K+= ↑Potencial de membrana en reposo

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WikiMedia

Vídeo en Inglés. Activa los subtítulos:

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WikiPreguntas

CASO CLÍNCO 1

Usted es Invitado a participar como observador en una cirugía ambulatoria. El cirujano inyecta lidocaída en la zona donde realizará el procedimiento, para bloquear los potenciales de acción de los nervios sensitivos.

¿Qué canal iónico se bloqueará por acción de la lidocaína?

¿Qué cambio habrá en el valor del umbral de los nervios en el paciente?

¿Cuál fase del potencial de Acción resultará bloqueada entonces?

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¡Vamos! Ahora ve a estudiar .......... ..... ........ .... [¬º-°]¬