Para entender cómo funciona una neurona hay dos conceptos a los que debemos prestar atención. El primero está relacionado con lo que ocurre en el interior de la neurona cuando la información avanza -el potencial de acción- y el segundo es cómo una información salta de una a otra célula -la sinapsis-. Con estos dos procesos, las células del sistema nervioso son capaces de transportar la información más compleja por todo el cuerpo moviéndola de neurona en neurona hasta llegar finalmente a la célula objetivo. En este artículo, vamos a hablar del primer concepto, la potencial de acción.
El impulso nervioso es una señal electroquímica; es el principal mecanismo utilizado para transportar información dentro de una neurona. Las dendritas de alguna neurona detectan y reciben el impulso de una célula anterior, el impulso nervioso viaja pasando de la dendritas a la núcleo que a la axóny, por último, a la terminal del axón cuando el impulso pasa a la siguiente neurona. Este proceso continúa repetidamente hasta llegar a la celda objetivo.
La señal electroquímica se genera debido al movimiento de iones entre el interior y el exterior de la membrana plasmática de la neurona. Los iones van de fuera a dentro, produciendo una diferencia de potencial en la membrana. El "puente" que utilizan estos iones para ir al interior de las células es una proteína transmembrana llamada canales iónicos activados por voltaje.
Estos canales de voltaje son controlados por voltajes eléctricos, como una forma de respuesta a los estímulos eléctricos, en otras palabras, estos canales no están siempre abiertos al paso de los iones, sólo se abren y cierran ante algunos estímulos de voltaje eléctrico.
Cuando la célula no está sometida a estímulos, cuando la membrana está en reposo, se mantiene una diferencia de potencial entre la parte interior y la exterior de una neurona. En reposo, la membrana tiene un potencial de -70mV, un potencial negativo, mientras que el exterior tiene un potencial positivo. Esta diferencia de potencial se denomina potencial de membrana en reposo, y se mantiene principalmente por los iones de sodio y potasio a través de la bomba de sodio-potasio.
Bajo estímulos de tensión eléctrica, la diferencia de potencial de la membrana comienza a invertirse, los canales de sodio se abren permitiendo que muchos iones de sodio entren en la célula, convirtiendo la membrana momentáneamente despolarizadoLos iones de sodio convierten la región interior de la membrana en una red positiva. Este movimiento de despolarización es el famoso potencial de acciónel potencial de membrana sube y baja rápidamente. El potencial sube a +40mV en poco más de 2milisegundos y vuelve al estado de reposo en menos de 3milisegundos.
El potencial de acción no se produce en toda la neurona a la vez, la despolarización de la membrana comienza en las dendritas y luego hacia el núcleo parte por parte, despolarizándose y volviendo al potencial de estado de reposo poco después.
Para restablecer el potencial de la membrana en reposo, los canales de sodio se cierran y los canales de potasio activados por voltaje se abren, lo que permite que los iones de potasio entren en la célula y repolaricen la membrana, haciendo que la región interior de la membrana vuelva a estar cargada negativamente y la región exterior, positiva. La bomba de sodio-potasio ayuda a restablecer la cantidad correcta de cada ion dentro de la célula, dejando salir tres iones de sodio por cada dos de potasio.
Podemos imaginarlo como un movimiento sincronizado, desde el momento de la respuesta del potencial de acción hasta el momento del restablecimiento del estado de reposo.
Curiosamente, mientras que en el axón tenemos los canales de iones activados por voltaje que generan y propagan el impulso nervioso, en las dendritas estos canales no existen. En estas regiones neuronales, la señal no pasa por el potencial de acción sino por un potencial de la clasificación, a forma diferente de propagación de la señal, en la que la escala de la señal aumenta a lo largo del camino, hasta convertirse en el potencial de acción en el axón.
Nótese que el ion sodio es el responsable de propagar el potencial de acción, y el potasio de restablecer el estado de reposo. La falta de estos iones en el organismo puede causar problemas en la calidad y eficiencia del potencial de acción, lo que significa problemas en las sinapsis y en el paso de la información a través del sistema nervioso. Todos estos problemas pueden desencadenar complicaciones y enfermedades mentales.
El siguiente paso sería el paso del impulso nervioso a la siguiente neurona. Algo diferente ocurre en el espacio entre las dos neuronas, en la hendidura sináptica. La hendidura sináptica es un lugar muy importante para mirar y estudiar, es donde muchos neurotransmisores diferentes entran en acción, activando una nueva vía de señalización utilizando receptores, otras proteínas e iones además del sodio y el potasio. Pero eso lo dejaremos para la siguiente discusión en el artículo Impulso nervioso PARTE 2 - La hendidura sináptica.
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