Breve Resumen
Este video explica cómo se genera y viaja el potencial de acción a través de las neuronas, detallando la polarización de la membrana neuronal, los canales iónicos, la bomba de sodio-potasio y los periodos refractarios. Además, explora los potenciales graduados, los tipos de sinapsis (químicas y eléctricas), los neurotransmisores y su función, y la regeneración neuronal.
- Potencial de acción y su propagación
- Tipos de sinapsis y sus mecanismos
- Neurotransmisores y sus funciones
- Plasticidad neuronal
Potencial de Membrana en Reposo
La membrana neuronal en reposo está polarizada, con una diferencia de potencial eléctrico de -90 mV en el interior y +30 mV en el exterior. Esta polarización se debe a la distribución desigual de iones como el potasio (K+) y el sodio (Na+), así como a la presencia de aniones impermeables en el interior celular. El potasio tiende a salir de la célula debido a su mayor concentración interna, mientras que el sodio tiende a entrar. La bomba de sodio-potasio mantiene esta diferencia de concentración, sacando 3 iones de sodio e introduciendo 2 iones de potasio por cada ciclo, consumiendo ATP.
Generación del Potencial de Acción
El potencial de acción se genera en el cono axónico si el potencial graduado supera el umbral necesario. En la membrana del axón, los canales rápidos de sodio y potasio, regulados por voltaje, se activan. Si el interior de la membrana se vuelve menos negativo, los canales de sodio se abren, permitiendo la entrada masiva de sodio y provocando la despolarización. Este potencial de acción viaja a lo largo del axón en una sola dirección.
Repolarización y Periodos Refractarios
Una vez que el interior alcanza +35 mV, los canales de sodio se inactivan y los canales de potasio se abren, permitiendo la salida de potasio y repolarizando la membrana. La bomba de sodio-potasio restaura las concentraciones iónicas originales. Existen dos periodos refractarios: el absoluto, donde no se puede generar otro potencial de acción, y el relativo, donde un estímulo suficientemente fuerte puede despolarizar la membrana.
Potenciales Graduados vs. Potencial de Acción
Los potenciales graduados se originan en las dendritas y el cuerpo celular, propagándose hasta el cono axónico. Pueden ser generados por estímulos físicos (como en las células ciliadas del oído) o químicos (neurotransmisores). Estos potenciales pueden ser despolarizantes (haciendo el interior menos negativo) o hiperpolarizantes (haciendo el interior más negativo). Si el potencial graduado alcanza el umbral, se genera un potencial de acción en el cono axónico.
Velocidad de Conducción del Impulso Nervioso
La velocidad de conducción depende del diámetro del axón y de la presencia de mielina. Los axones amielínicos conducen lentamente de forma continua, mientras que los axones mielínicos conducen más rápido de forma saltatoria, saltando entre los nódulos de Ranvier. Las fibras tipo A (mielínicas y de mayor diámetro) conducen más rápido que las fibras tipo B (mielínicas y de menor diámetro) y las fibras tipo C (amielínicas).
Sinapsis: Comunicación Neuronal
La sinapsis es la comunicación entre dos neuronas. Existen dos tipos: química y eléctrica. La sinapsis química utiliza neurotransmisores liberados por la neurona presináptica que viajan a través de la hendidura sináptica para unirse a receptores en la neurona postsináptica. La sinapsis eléctrica se basa en el flujo de iones a través de uniones comunicantes (conexones) entre las células, permitiendo una comunicación bidireccional y rápida.
Sinapsis Química: Ionotrópica vs. Metabotrópica
Dentro de la sinapsis química, existen dos tipos: ionotrópica y metabotrópica. En la sinapsis ionotrópica, los neurotransmisores se unen a canales iónicos regulados por ligando, abriéndolos y permitiendo el flujo de iones, lo que genera un potencial graduado. En la sinapsis metabotrópica, los neurotransmisores se unen a proteínas G, que activan enzimas como la adenilato ciclasa, produciendo AMP cíclico (segundo mensajero) que a su vez abre canales iónicos.
Sinapsis Excitatorias e Inhibitorias
Las sinapsis pueden ser excitatorias o inhibitorias. Las sinapsis excitatorias despolarizan la neurona postsináptica, facilitando la generación de un potencial de acción (por ejemplo, mediante la apertura de canales de sodio). Las sinapsis inhibitorias hiperpolarizan la neurona postsináptica, dificultando la generación de un potencial de acción (por ejemplo, mediante la apertura de canales de cloro).
Eliminación de Neurotransmisores
Una vez que el neurotransmisor ha cumplido su función, debe ser eliminado de la hendidura sináptica. Esto puede ocurrir mediante la degradación enzimática, la recaptación por la neurona presináptica o la captación por células de la glía (astrocitos).
Neurotransmisores y sus Funciones
Diversas moléculas pueden actuar como neurotransmisores, incluyendo acetilcolina, adrenalina, noradrenalina, dopamina, serotonina, histamina, glutamato y GABA. La acetilcolina es crucial en la sinapsis neuromuscular y en la fase REM del sueño. La adrenalina aumenta la frecuencia cardíaca y respiratoria, preparando al cuerpo para la lucha o huida. La dopamina está relacionada con el deseo y la motivación, mientras que la serotonina influye en el estado de ánimo y el sueño.
Regeneración y Plasticidad Neuronal
En el sistema nervioso central, la regeneración neuronal es limitada. Sin embargo, en el sistema nervioso periférico, se puede observar regeneración si el axón está dañado pero el cuerpo celular y las dendritas están intactos. El sistema nervioso muestra una gran plasticidad, que es la capacidad de las neuronas para formar nuevas conexiones y adaptarse.
