Sistema Nervioso II

En esta entrega se abordarán algunos conceptos más.

Impulso Nervioso (IN)

El IN es en otras palabras, la señal eléctrica enviada desde una neurona. Recordemos que esta señal no corresponde a un movimiento de electrones (como ocurre con las ampolletas, por ejemplo) sino a un movimiento de iones (en este caso sodio y potasio).

Para comprender cómo se inicia y cómo funciona debemos conocer algunos conceptos:

Potencial de membrana

Corresponde a la carga eléctrica que posee una neurona en reposo y generalmente va desde -40mV hasta -90mV. Esto se logra gracias a un equilibrio químico, en donde las cargas negativas están en el interior de la célula y las cargas positivas están en el exterior. Cuando hablamos de cargas nos referimos a iones, esto es iones positivos (sodio y potasio) e iones negativos (cloruro) más moléculas orgánicas negativas como el ATP.

Potencial de reposo

Es el estado en el que se encuentra la neurona cuando no está efectuando IN. Aquí, el liquido extracelular está lleno de iones positivos (sodio) mientras que el líquido intracelular está repleto de iones negativos, potasio y moléculas negativas como el ATP. Puede que llegado este punto exista la confusión de porqué el potasio siendo positivo (K+) se encuentra en gran cantidad en el liquido intracelular que también es negativo. La respuesta es sencilla: el sodio posee una capa menos de electrones por lo cual, la atracción que ejerce el núcleo (que es positivo) es  mayor; mientras que el potasio, aun cuando es positivo posee una capa más de electrones, lo que lo vuelve más negativo que el sodio (Na+). 

Para mantener este estado, los canales de potasio están abiertos y los de sodio cerrados, de esta forma, el sodio no puede ingresar y el potasio sí. Además está en funcionamiento la Bomba Sodio-Potasio.

Bomba sodio-potasio

Es una forma de transporte activo, en la cual actúa una proteína que se denomina Bomba sodio-potasio. Esta expulsa sodio e ingresa potasio a una razón de 3:2 (por cada tres sodio que expulsa ingresan dos). Esto implica ATP, por lo cual, las neuronas requieren un constante suministro de glucosa (lo único que puede digerir una neurona) y oxígeno. Esa es una de las razones que hacen que el cerebro agote una considerable cantidad de calorías diarias.

Potencial de acción

Es el estado en el cual ocurre el IN. Aquí existe un cambio de polaridad: los iones sodio ingresan y los iones potasio egresan. ¿Cómo se logra? Los canales de potasio se cierran, la bomba sodio-potasio se inactiva y los canales de sodio se abren. Como existe una gran diferencia de concentraciones, el sodio ingresa rápidamente ocurriendo el IN. Esto dura unos cuantos milisegundos, luego de eso, la membrana se repolariza (volviendo al potencial de reposo).

IN en el axón

El axón es una prolongación de membrana plasmática por el cual se envía en IN. Esto quiere decir que en cada parte de la membrana ocurre el potencial de acción, en lo que es una reacción en cadena. Así, un potencial de acción abre otro y este a otro, mientras los anteriores se repolarizan. Este paso hace que la transmisión del IN sea lenta. La solución: la vaina de mielina. Como funciona de aislante el potencial de acción no ocurre en todo el axón, solo en los nodos de Ranvier (espacios entre vainas de mielina); por ello ocurre de forma más expedita.

¿Cómo se inicia el potencial de acción?

El potencial de acción no es algo que ocurra automáticamente, sino que ocurre frente a estímulos, por ello hay que reconocer algunas variables. Estas son el umbral, potenciales postsinápticos y suma de las señales.
El umbral es el voltaje al cual se inicia el potencial de acción. Suele ser 20mV más alto que el potencial de membrana. Cuando se pasa el umbral, la célula emite una señal rápida que alcanza un promedio de 50mV por unos milisegundos y que conocemos como IN.
Los potenciales postsinápticos (PPS) son señales que llegan a las dendritas y que luego pasan hacia el soma donde son sumados. Si es positivo y por ende reduce la negatividad del potencial de membrana hablamos de un potencial postsináptico excitatorio (PPSE) y que si es lo suficientemente fuerte puede hacer que se supere el umbral y de esa forma hacer que se inicie un IN. Si es negativo y en consecuencia se amplia la negatividad de la membrana, entonces la probabilidad de que ocurra un impulso eléctrico se disminuye por lo cual se hace más difícil superar el umbral hablamos de un potencial postsináptico inhibitorio (PPSI). En el IN se cumple la regla del todo o nada, esto es, si las cargas no superan el umbral no ocurrirá nada, en cambio, si se supera el umbral, el IN será generado en plenitud independiente del voltaje. Por ello, cuando sentimos dolor, por ejemplo, si es más intenso no se debe a que el estímulo sea más fuerte, sino que hay más neuronas receptores de dolor que están enviando señales y de manera más constante.