Potencial de acción
Todos alguna vez nos hemos preguntado cómo funciona en realidad nuestro cuerpo. ¿Cómo es posible que el cerebro y el sistema nervioso regulen todo? La respuesta es: el potencial de acción, el mensajero que transfiere la información desde el sistema nervioso a todas las demás células.
Veamos más a continuación acerca del potencial de acción y cómo nos ayuda a entender mejor el funcionamiento del cuerpo.
¿Qué es el sistema nervioso?
El sistema nervioso es una red compleja de estructuras formadas por el sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal) y el sistema nervioso periférico, formado por ganglios y nervios.
Este se encarga de mantener el control del organismo y regular la función de todos los órganos y sistemas.
El sistema nervioso se compone por dos tipos de células:
- Neuronas: una neurona es un tipo de célula nerviosa que recibe y envía mensajes (por medio de una corriente eléctrica débil) del cuerpo al cerebro y viceversa.
- Las neuronas se encargan de originar, conducir y transmitir impulsos nerviosos entre ellas a través de un proceso llamado sinapsis.
- Solamente en el cerebro humano encontramos aproximadamente cien mil millones de neuronas.
- Células gliales: existen distintos tipos con diversas funciones. Entre ellas se encuentran la protección frente a agentes infecciosos o el soporte estructural de las neuronas.
El sistema nervioso funciona básicamente tomando estímulos ambientales y transformándolos en estímulos eléctricos a través de un proceso llamado ‘transducción’. En este proceso, los receptores nerviosos transforman el estímulo recibido en un impulso nervioso.
Cualquier tipo de información externa que recibimos es traducida en un código específico, el cual es usado por las neuronas para comunicarse entre ellas y con otras células. Dicho código se basa en dos tipos de señales:
- Eléctricas: surgen en las dendritas y en el soma. Estas se encargan de recibir la información.
- Químicas: son mediadoras de la información que se transmite de las neuronas a las células del organismo.
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¿Qué es el potencial de acción?
Dicho lo anterior podemos definir el potencial de acción o impulso eléctrico como una onda de descarga eléctrica que se transporta a lo largo de la membrana celular.
Se presenta cuando hay un intercambio de iones a través de la membrana de la neurona. Los iones son la manera en que el organismo transfiere información de un tejido a otro.
Pero, ¿cómo sucede? Se produce en el soma, también llamado núcleo de la célula. Viaja por el axón (una prolongación larga y delgada de las neuronas) hasta llegar al extremo, conocido como el botón terminal.
Una vez que el potencial de acción llega al botón terminal de la neurona, este se encarga de segregar sustancias químicas: neurotransmisores. Estos son mensajeros que permiten la conectividad de una neurona a otra.
Fases del potencial de acción
La neurona es una célula y está protegida por la membrana celular. La carga eléctrica dentro y fuera de la membrana son distintas.
Cuando la célula se encuentra en reposo tiene un voltaje (entre 30 a 90 mV), es decir, no está alterada. En la membrana existen unas proteínas que actúan como canales iónicos de transporte de potasio y sodio.
El sodio se encuentra fuera de la membrana y tiende a entrar. Mientras que el potasio está dentro y busca salir.
Cada neurona tiene una separación de cargas a través de su membrana celular, que consiste en una fina nube de iones positivos y negativos diseminados por la superficie interna y externa de la misma. En reposo, la célula nerviosa tiene un exceso de cargas positivas en la parte externa y un exceso de cargas negativas en la parte interna de la membrana.
–Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)–
1. Despolarización
En la primera fase, la diferencia potencial en el interior y el exterior celular es menor. Esto significa que la probabilidad de que la neurona responda y transmita la información aumenta. Cuando se presenta este suceso ocurre lo que se conoce como potencial de acción o impulso nervioso.
Sin embargo, para que este proceso sea más rápido es necesario que se dé una despolarización inicial de una magnitud determinada, de -55 mV.
De esta forma el potencial cambia, ya que el interior de la neurona se vuelve positivo y el exterior negativo. Es decir, el sodio invade el interior de la célula al abrir sus canales.
Esto significa que las cargas eléctricas son suficientes para que el potencial de membrana llegue al umbral de excitación. Por ende, habrá potencial de acción cuando la despolarización sea suficiente, de lo contrario no se producirá.
El potencial de acción lo conforman: una onda despolarizante generada por la entrada a la célula de abundantes iones de sodio con cargas positivas. Al igual que una onda repolarizante generada por la salida de la célula de abundantes iones de potasio con sus cargas positivas que ocasionan la recuperación de la polaridad eléctrica.
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2. Repolarización
En esta fase, la diferencia de potencial vuelve a ser negativa. Mientras los canales de sodio se abren durante la despolarización e invaden la célula, también se abren los canales de potasio regulados por voltaje de forma mucho más lenta.
Entonces, el potasio se encarga de volver a la carga negativa. Este sale de la membrana para que la célula recupere su estado natural de reposo en el que no se abre ningún canal.
3. Hiperpolarización
Como ya se ha mencionado, los canales de sodio son muy lentos y se requiere un incremento en el valor del potencial de membrana en la célula, es decir, hiperpolarizar. Así, el potencial de membrana se puede volver más negativo.
Por lo tanto, hay una mayor diferencia en la distribución de las cargas eléctricas entre el interior y el exterior celular.
Finalmente, la neurona se vuelve inactiva convirtiéndose en una célula en reposo. De esta manera, llega a la última fase en donde cada ion vuelve a su lugar original. Por lo tanto, el potasio vuelve dentro de la membrana y el sodio fuera.
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