Fisiologia D Los Tejidos Excitables

Fisiología de los tejidos excitables

Mecanismos de generación de polaridad celular

Transporte activo – la bomba sodio-potasio

La bomba genera parte del potencial de reposo ya que cada ciclo que da transporta hacia fuera 3 iones de sodio mientras que transporta hacia el interior solo dos iones de potasio, así concentrando cargas positivas en el exterior.

Difusión pasiva

La membrana en reposo es mucho más permeable a iones de potasio que a iones de sodio. Por eso, iones de potasio son capaces de atravesar la membrana a favor de su gradiente de concentraciones por canales de esca-pamiento hasta llegar al equilibrio con su gradiente eléctrico. La membra-na es casi impermeable a iones de sodio, por tanto una vez fuera de la célula, éstos no pueden penetrar la célula, aunque tanto su gradiente de concentraciones como su gradiente eléctrico los harían entrar la célula.

FEM que neutraliza el gradiente de concentraciones del potasio (ecua-ción de Nernst para el potasio):

El potencial de reposo de la célula (-90mV) es más cercano al potencial eléctrico que neutraliza el gradiente de concentraciones del potasio, es de-cir, el potasio sale casi a velocidad máxima.

Aniones fijados en el interior de la célula

Muchos de los aniones intracelulares son macromoléculas cargadas ne-gativamente, como las proteínas, los ácidos nucleicos etc. que no pueden atravesar la membrana celular.

Ecuación de Goldman

Cada ión tiene su gradiente de concentraciones, y la membrana tiene cierta permeabilidad para este ión. La ecuación de Goldman calcula la FEM necesaria para neutralizar el gradiente de concentraciones combinado entre todos los iones.

Potencial de reposo de una célula

El potencial de reposo es la expresión del funcionamiento de la bomba sodio/potasio, canales iónicos de difusión simple y aniones negativos atra-pados en el interior de la célula que generan el potencial eléctrico. En con-diciones de reposo, la membrana celular es mucho más permeable a potasio que a sodio.

La neurona

La neurona está construida por un soma (cuerpo) del cual salen pro-longaciones de membrana y citoplasma denominadas dendritas. Una de las dendritas es muchísimo más larga, y se conoce como axón. Al final del axón se encuentran los botones terminales que ejecutan la función de la neurona – transmitir la información a otra célula excitable (célula muscu-lar, otra neurona etc.).

Las neuronas están muy relacionadas con las células de Schwann. Las células de Schwann envuelven las neuronas y las protegen. Entre células de Schwann se encuentran los nodos de Ranvier.

A veces, la neurona da vueltas dentro la célula de Schwann, formando una espiral de membrana a su alrededor. Esta espiral se impregna de mie-lina, una sustancia de carácter lipídico, que sirve de aislamiento de la neu-rona. Así podemos distinguir una neurona mielinizada de una neurona no mielinizada.

Las neuronas pueden ser monopolares, es decir tener solo un axón, o ser multipolares, es decir, tener múltiples axones.

Para medir los cambios del potencial de membrana se utiliza un osciló-grafo de rayas catódicas, que representa de forma continua las osci-laciones del potencial celular.

La localización de los electrodos provee diferentes visualizaciones del potencial de axón. Si los dos electrodos se encuentran fuera del axón, la visualización será difásica (dos picos de contrarios); si un electrodo se loca-liza en el interior del axón, la visualización será monofásica (un pico).

El artefacto del estimulo marca el instante en que se aplicado el esti-mulo. El periodo de latencia es el tiempo que triga el estimulo en llegar del electrodo estimulador al electrodo detector.

La despolarización es la expresión de la abertura de los canales de so-dio que permiten la entrada de cargas positivas hasta +35 mV. El potencial de acción es de +35mV y no más elevado por la salida de iones de potasio.

La repolarización es la expresión de salida de iones de potasio, que hace la célula más negativa. Los canales de potasio tardarán más tiempo en cerrarse, provocando la hiperpolarización de la membrana, después de la cual la célula regenera su potencial de reposo.

La excitabilidad se define como la diferencia de potencial entre el po-tencial de la membrana y el nivel de descarga. La excitabilidad de una neurona cambia durante el potencial de acción.

Cuando el potencial sobrepasa el nivel de descarga, se abren los canales de sodio y potasio y la membrana despolariza. Por tanto, después de pasar el nivel de descarga, la célula no es excitable, ya que cualquier estimulo, sea fuerte lo que sea, no pueda provocar ningún cambio en la célula; en la célula hiperpolarizada, la diferencia entre el potencial de membrana es mayor ya que el potencial de membrana es más negativo que el potencial de reposo, y por tanto la célula es menos excitable (necesita un estimulo mayor para llegar al nivel de descarga).

La inversión de polaridad de la membrana se desplaza en dos direccio-nes al largo del axón in Vitro. La zona de despolarización inicial se repola-riza por la salida del potasio.

El impulso nervioso in vivo se transmite de forma unidireccional porque la membrana del axón, una vez despolarizada, está en periodo refractario y por tanto no son receptivas a nuevos estímulos. El sentido de propagación en el axón in vivo es ortodrómico, mientras que el sentido opuesto se conoce como antidrómico.

Neurona mielinizada

La mielina aísla la neurona del exterior, y por tanto los únicos lugares donde puede intercambiar los iones es en los nodos de Ranvier (entre célu-las de Schwann) – los cambios de polaridad sólo se observan en los nódulos de Ranvier. La despolarización salta de nodo, lo que produce conducción más rápida de impulsos.

Las neuronas mielinizadas conducen los impulsos nerviosos a mayor velocidad que las neuronas no mielinizadas. El grosor de la neurona tam-bién modula la velocidad de conducción del impulso – cuanto más grueso es el axón, más rápidamente se conduzca el impulso.

Nervio mixto

En el nervio mixto se observa un potencial complejo:

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