Excitabilidad celular

EXCITABILIDAD CELULAR

Todos los sistemas biológicos son capaces de detectar las variaciones energéticas que ocurren en el medio que los rodea. Esta característica de detectar cambios energéticos del medio y reaccionar ante ellos constituye una de las principales propiedades de los sistemas biológicos, y se le denomina irritabilidad. Las variaciones energéticas (mecánicas, químicas,eléctricas, térmicas, lumínicas) que tienen lugar en el medio extracelular son los estímulos, y las acciones de adaptación del sistema biológico ante estos constituyen las respuestas. Durante la evolución, determinadas células de los organismos pluricelulares animales se diferenciaron al desarrollar de forma considerable la propiedad de irritabilidad, y constituyeron la base de los llamados tejidosexcitables, que son el nervioso, el muscular y los epitelios glandulares. La respuesta de estas células ante los estímulos incluye la variación de su potencial de membrana en reposo (PMR).
La irritabilidad y la excitabilidad se diferencian por:

1. La relación entre magnitud de la energía del estímulo y la de respuesta.
2. El tipo de respuesta que se produce en cada caso.(1)

Elmayor porcentaje de células que componen nuestro organismo son células excitables. El concepto de células excitables se le da a las células o tejidos que generan una respuesta cuando reciben un estimulo. Esta excitabilidad celular va a depender de la existencia de diferentes concentraciones de iones en ambos lados de la membrana celular y de la capacidad de intercambio activo y pasivo a través deestas membranas. Un papel importante lo juegan algunas las proteínas intrínsecas de la membrana, conocidas como canales ionicos, a través de los cuales fluyen iones generando corrientes iónicas, lo que propicia cambios transitorios en el potencial eléctrico de las células, estos cambios provocan que las células se polaricen debido al reparto desigual de cargas dentro y fuera de la célula.Como sabemos en el exterior de las células (liquido extracelular) el catión y anión mas abundantes son el sodio y cloro respectivamente, y en el interior de la célula, el catión más abundante es el potasio.

¿Recuerdas las concentraciones de estos iones? Si no las recuerdas, revisa la unidad “Mecanismos de transporte” nuevamente.

Para iniciar la comprensión de la excitabilidadcelular tomemos como ejemplo una célula nerviosa (neurona), que fue donde se inicio el estudio y de donde surgieron todos los conceptos que hoy conocemos y que están involucrados con este proceso.

FUNDAMENTOS DEL POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO

Se denomina potencial de membrana en reposo (PMR) de una célula, a la diferencia de potencial eléctrico (diferencia de voltaje) a través de lamembrana plasmática, cuando la célula no esta activa.
El interior de la célula suele ser relativamente negativa con respecto al líquido extracelular.
El PMR es muy importante ya que de este depende la excitabilidad de la célula.

Es importante recordar algunos principios fisicoquímicos básicos que dan lugar a la generación y mantenimiento del PMR de una célula.

POTENCIAL DE DIFUSION

Sitenemos dos compartimentos A y B el compartimiento A tiene potasio (K+) a una concentración de 10 mEq/L y en el B sodio (Na+) a una concentración de 10 mEq/L , separados por una membrana permeable exclusivamente al ion potasio ( figura 1).

Si en este momento se mide la diferencia de potencial (voltaje) tendremos un equilibrio de cargas en ambos lados por lo que el voltaje seria de cero.
Pero enel momento en que empieza a difundir el ion permeable las condiciones de nuestro sistema cambian generando un movimiento de potasio del compartimiento A al compartimiento B quedando nuestro sistema como se ve en la figura 2.

Cuando la membrana es permeable para un ion determinado provoca que este se mueva siguiendo su gradiente de concentración generando una diferencia de cargas en ambos...