Potenciales de membrana e impulso nerviosos


POTENCIALES DEMEMBRANA E IMPULSOS NERVIOSOS
Todos los organismos responden a la estimulación externa, una propiedad conocida como irritabilidad. La irritabilidad es una de las propiedades básicas de las membranas que conducen a la formación y propagación de impulsos nerviosos.
Las células nerviosas están especializadas en la recopilación, conducción y transmisión de información, que secodifica en forma de impulsos eléctricos de desplazamiento rápido. Las partes básicas de una neurona típica en la que se puede observar un núcleo que se localiza dentro de una región expandida llamada cuerpo celular, que es el centro metabólico de la célula y el sitio en el que se produce la mayor parte de su contenido material. Desde el cuerpo celular de la mayoría de las neuronas se encuentra ungran número de extensiones finas, las dendritas, que reciben información entrante de fuentes externas, casi siempre otras neuronas. Del cuerpo también emerge una extensión única más prominente, el axón, que conduce los impulsos nerviosos salientes lejos del cuerpo celular y hacia una o varias células blanco. Aunque algunos axones miden unas cuantas micras otras se extienden muchos metros en elcuerpo de grandes vertebrados. La mayoría de axones se divide en su extremo en procesos más pequeños, cada terminación con un botón terminal, un sitio especializado en el que los impulsos se transmiten de una neurona a la célula blanco. Muchas neuronas del cerebro terminan en miles de botones terminales, lo que permite a estas células cerebrales comunicarse con miles de blancos potenciales, casi todaslas neuronas del cuerpo de los vertebrados están envueltas en una vaina de mielina rica en lípidos.
EL POTENCIAL DE REPOSO
Un voltaje (o diferencia de potencial eléctrico) entre dos puntos, como el interior y exterior de la membrana plasmática, se produce cuando hay un exceso de iones positivos en un punto y un exceso de iones negativos en el otro punto. El voltaje a través de las membranaspuede medirse mediante la inserción de un electrodo fino de vidrio (o microelectrodo) en el citoplasma de una célula, también se coloca otro electrodo en el líquido extracelular y se conectan ambos electrodos a un voltímetro, un instrumento que mide la diferencia de carga entre dos puntos. Cuando se realizó por primera vez este experimento en un axón gigante de calamar, se registró una diferencia depotencial cercana a 70 milivoltios (mV), el interior era negativo con respecto al exterior (indicado por un signo menos, −70 mV). La presencia de un potencial de membrana no es exclusiva de las células nerviosas, estos potenciales se encuentran en todos los tipos de células, con magnitud variable entre unos −15 mV y −100 mV. Para las células no excitables, o sea las distintas a neuronas y célulasmusculares, este voltaje se llama sólo potencial de membrana. En una célula nerviosa o muscular, este mismo potencial se conoce como potencial de reposo porque está sujeto a cambios drásticos.
La magnitud y dirección del voltaje a través de la membrana plasmática se determinan por las diferencias en las concentraciones de iones a ambos lados de la membrana y sus permeabilidades relativas. LaNa+/K+- ATP-asa bombea sodio fuera de la célula y potasio al interior, lo que establece gradientes grandes de estos dos iones a través de la membrana plasmática. A causa de estos gradientes, podría esperarse que los iones de potasio escaparan de la célula y los iones de sodio se filtraran al interior a través de sus respectivos conductos iónicos. Sin embargo, casi todos los conductos iónicos que estánabiertos en la membrana plasmática de una célula nerviosa en reposo son selectivos para K+; a menudo se conocen como conductos de fuga de K+. Se cree que tales conductos son miembros de una familia de los conductos de K+ que carecen del sensor de voltaje S4 y no responden a los cambios en el voltaje.
Como los iones K+ son la única especie cargada con permeabilidad significativa en una célula...