Fisiología de la Sinapsis

Fisiología de la sinapsis

Una célula nerviosa produce un impulso que es una forma de energía, este tiene que llegar a otro sitio para que dé una respuesta, la manera en cómo se va a transmitir esa energía va a constituir lo que se denomina sinapsis.

Componentes de la sinapsis:

• Neurona presinpatica. Es donde se va a producir el impulso. Ej. Neuronas.

• Neurona postsinaptica. A la cual se le va a trasmitir el impulso nervioso. Ej: neurona (SNC), fibra muscular o una célula del tejido glandular)

Concepto de sinapsis:

Son las uniones especializadas en donde el impulso nervioso es transmitido del axón o alguna otra porción de la neurona (célula pre sináptica) hacia la dendrita, soma o axón de otra neurona y en algunos casos células glandulares o musculares.

El impulso tiene que pasar por algo la hendidura sináptica esta es un espacio que va a dividir esas dos células y luego va a pasar a lo que seria la neurona o célula postsináptica, en base a esto se comenzaron a hacer estudios y se vio que la mayoría de las sinapsis no son eléctricas sino químicas ósea que el impulso nervioso, el potencial de acción va a bajar por el axón y cuando llega al final va a hacer que se libere una sustancia química hacia la hendidura sináptica y esa sustancia química es la que va a llevar la información a la célula postsináptica (sinapsis de tipo química).

Aquí tenemos la neurona sus diferentes partes: tenemos su núcleo, su cuerpo o soma y en este caso tenemos esquematizado el axón de lo que seria la célula nerviosa por medio de este axón y cuerpo o soma de la neurona se va a transmitir por medio de esta rama y debe pasar o se debe transmitir a las otras células que van a ser las “fibras”.

La sinapsis no es exclusiva de las células nerviosas, se puede dar entre una célula nerviosa y una célula muscular o una del tejido glandular.

Clasificación de la sinapsis:

Según la parte que hacen contacto:

• Axodentritas. Si el axón de la neurona presináptica hace contacto que es con una dendrita de la neurona postsináptica

• Axosomáticas. Si hace contacto con el cuerpo o soma de la neurona postsináptica

• Axoaxónicas

• Axodendrodentrítas

• Dendrodentritas

Según se función o transmisión:

• Sinapsis Eléctrica: Se da por medio de uniones comunicantes (membranas de ambas células van a estar unidas). Ejemplo: En el caso del corazón cuando el corazón esta en sístole o se va a contraer todas las células de las fibras musculares del ventrículo y de la aurícula se van a contraer al mismo tiempo.

• Sinapsis Química: En vez de uniones comunicantes hay una sustancia al final del axón presináptico que se va a liberar y va a llevar la información a la otra célula. Ejemplo: En el caso del músculo esquelético porque la transmisión del impulso nervioso de las neuronas al músculo se va a dar por medio de unos enlaces químicos que se llaman Neurotransmisores, en el caso del músculo esquelético va a tener un retraso en la sinapsis la respuesta no tiene que ser tan rápida y entonces por medio de una sustancia química que se va a liberar en la hendidura sináptica se va a transmitir el impulso (nervio) al músculo esquelético.

• Sinapsis mixtas.

Existen muchos medicamentos que son capaces de inhibir la transmisión o de potenciarla.

Según el sitio donde se consigue:

• Sinapsis Centrales: A nivel del Sistema Nervioso Central.

• Sinapsis Neuromuscular: Ocurre entre neuronas y músculo.

Sinapsis centrales

Sistema nervioso central Sinapsis neuromuscular

Sinapsis preganglionares

Sistema nervioso autónomo Sinapsis postganglionares

Es importante recordar que para que se de una sinapsis hace falta una neurona o dos neuronas esas dos neuronas están separadas por un espacio que se llama hendidura sináptica que la sinapsis en el caso de la eléctrica están unidas por uniones comunicantes y en el caso de la sinapsis química NO HAY uniones comunicantes sino que una sustancia llamada neurotransmisor es la encargada de pasar el impulso de la neurona presináptica a la neurona postsináptica.

Fisiología de la sinapsis:

El terminal sináptico para poder ejercer su función (transmitir el impulso) tiene que tener ciertas características:

1. Membrana de la célula presináptica: Se puede encontrarlos en forma de botón, formando pequeños nudos, terminaciones enrolladas, otras entretejidas, unas que terminan en dendritas directamente y unos que terminan en forma de cuerpos es decir su forma es bastante variada.

2. Hendidura o espacio sináptico: Espacio que va a existir entre la membrana presináptico y la membrana postsináptica.

3. Membrana postsináptica.

En la membrana presináptico se encuentran vesículas que van a contener el mediador químico que no es mas que la sustancia que una vez que llega a este terminal, el estimulo va a pasar a través de la membrana y va a ser captada por unos receptores que se encuentran en la membrana postsináptica.

El terminal presináptico va a tener ciertas características que le van a dar la propiedad de poder transmitir el impulso nervioso desde axón hasta la neurona postsináptica ese axón presináptico vamos a conseguir:

• Pequeños nudos

• Terminación enrollada

• Entretejida

• Terminación en dendritas directamente

• Terminación en soma

Estas son las diferentes formas de cómo puede terminar un axón en presináptico en este caso. Y por esas formas y características que tiene ese axón presináptico el impulso nervioso solo puede pasar en un solo sentido, o sea desde la hendidura presináptica hacia la postsináptica no puede darse de manera inversa, es decir no puede pasar el impulso nervioso desde la postsináptica a la presináptica ESO ES IMPOSIBLE.

L

La mayoría de los medicamentos se encargan de potenciar o inhibir al mediador químico.

a información se transmite en un solo sentido (unidireccional) porque las vesículas se encuentran en un solo lado. Ese mediador químico una vez que ejerce su función debe ser eliminado, para eso existen unas enzimas en la hendidura sináptica que dependiendo del mediador químico se encargan de destruirlo.

La sinapsis química es lenta ya que tienen que ocurrir toda esta serie de procesos antes descritos.

Lo primero que tiene que ocurrir cuando llega el impulso al final del axón es que la despolarización cuando llega al final del terminal presináptico va a hacer que penetre una gran cantidad de Calcio al interior del axón, este Ca⁺² va a hacer que se active una enzima de tipo cinasa o protein-cinasa (degradan a la proteína), esas vesículas (contienen el medidor) son como unas uvas y los palitos que mantienen unidas a las uvas son unas proteínas que se llaman sinapsina I. Cuando llega e potencial de acción a este final allí se van a abrir unos canales de Ca⁺² y ese Ca⁺² activa a unas enzimas que se llaman cinasas que van a degradar a los palitos de las uvas (sinapsina I) todas esas vesículas se liberan y se funden con la membrana que vierten su contenido a la hendidura sináptica.

Las vesículas no están sueltas están unidas entre ellas por una proteína que se llama SINÁPSINA I  La entrada de calcio es la que activa la enzima (calmodulina) que es la que va a degradar o a romper a esa proteína para que se suelten todas las vesículas. La sinápsina es una proteína (no es la enzima) mantiene estáticas a las vesículas.

E

Si se bloquean los canales de Ca⁺² no va a haber liberación de los mediadores químicos por ende no se va a estimular el corazón, baja la frecuencia y la presión arterial. (Bloqueadores de los canales de Ca⁺² en pacientes hipertensos)

l potencial de acción va a hacer que haya una entrada de altas cantidades de Ca⁺² al líquido del terminal presináptico, eso activa a la proteína cinasa y esta va a degradar a las sinapsinas I, las vesículas sinápticas se liberan para que se fundan con la membrana presináptico y se liberen a la hendidura.

Estas sustancias conocidas como mediadores químicos.

Mediadores químicos de la sinapsis:

Se pueden clasificar en:

- De tipo excitatorio e inhibitorio.

- De acuerdo a su acción:

* Clase I.

* Clase II.

* Clase III.

• De tipo exitatorios o inhibidores:

Los excitatorios siempre que se liberan van a estimular, ejemplo: la acetilcolina, serotonina, adrenalina, etc.

• Acetilcolina: Músculo esquelético (cuando este se contrae)

• Adrenalina (existen casos en donde la adrenalina inhibe como en el aparato respiratorio que relaja el músculo liso).

• GABA es un mediador químico inhibitorio (la mayoría de los antidepresivos son inhibidores del GABA)

• Hormonas también son mediadores químicos porque las produce un tejido, viajan a través del torrente sanguíneo y llegan a una célula blanco y hacen que se genere una respuesta.

Cuando se une el mediador químico al receptor genera una cascada de efectos, esos efectos pueden ser excitatorios o inhibitorios, los receptores se pueden comportar como canales iónicos donde viene el mediador químico se une al receptor y se transforma en un canal que va a dejar pasar un tipo especifico de iones al interior de la célula (la célula es negativa en su interior y positiva en el exterior), ya sean positivos o negativos dependiendo del mensaje, va a alterar la polaridad de la membrana o en algunos casos puede haber inversión de la polaridad y en otros se hiperpolariza. Cuando el receptor luego de que se une al mediador químico va a activar una enzima dentro de la célula que va a producir un segundo mensajero y este es el que va a provocar una cascada de efectos dentro de la célula y que se genere una respuesta.

El receptor luego que se une al mediador químico puede actuar como un canal iónico o activando un segundo mensajero. En el caso del canal iónico cuando el receptor deja entrar una gran cantidad de iones Na⁺ al interior de la célula causa que se invierta la polaridad y se crea un potencial de acción y la respuesta es una excitación. Si en vez de dejar entrar Na⁺ por el canal entran iones Cl^- y salen iones K⁺, se hiperpolarizar la membrana y no hay potencial de acción por ende hay una respuesta inhibitoria.

Cuando el receptor hace que se active un segundo mensajero que puede ser el AMP cíclico y es él, el que va a hacer que se dé una cascada de reacciones enzimáticos que al final taren como consecuencia que otra proteína que esta lejos a la que se le unió el neurotransmisor deje entrar o salir determinado ión, pero no es el mismo receptor el que se transforma en un canal iónico sino otra proteína.

La anestesia local bloquea los canales de Na⁺ y no hay excitabilidad porque no hay inversión de la polaridad.

Generalmente cuando se liberan cierta cantidad de neurotransmisores se va a producir PEP que es un potencial postsináptico excitatorio y la mayoría de las veces el no es suficiente para que se genere una respuesta porque es potencial local, lo que hace es que las fibras se mantegan en cierta excitabilidad pero que no va a ser suficiente para que se genere una respuesta, pero a medida que se sigue estimulando esa fibra se sigue liberando una mayor cantidad de neurotransmisores generando otros PEP, y estos son susceptibles a sumarse, ellos se suman y generan una respuesta mayor.

La neurona en reposo tiene un potencial de -65 milivoltios cuando entra el Na+ ella se hace menos negativa y queda en -45 (umbral de despolarización) y se produce el potencial de acción.

Existe una sumación espacial: donde una neurona recibe el impulso de otras neuronas que hacen contacto con ella (fenómeno de convergencia), se suman todos eso PEP y se genera una respuesta.

Sumacion temporal: no existe una suma de varias neuronas, sino que se estimula una neurona con diferentes frecuencias, no llega todo al mismo tiempo y el estimulo es a diferentes frecuencias. Se producen PEP con diferentes intervalos de tiempo que al final el umbral de despolarización haga que sea más positiva.

¿COMO SE LIBERA EL MEDIADOR QUÍMICO EN LA SINAPSIS DE TIPO QUÍMICA?

También comenzaron a estudiar y se preguntaron por que la sustancia química como los neurotransmisores tenían efectos en unos sitios excitatorios y en unos sitios inhibitorios, es decir por que el mediador químico produce una acción estimulante en una zona de nuestro organismo y en otros sitios produce una acción inhibitoria. Comenzaron a aislar una gran cantidad de sustancias y las clasificaron como mediadores químicos excitatorios y mediadores químicos inhibitorios, si hablamos de adrenalina y noradrenalina a nivel central son excitatorios, en el caso del aparato respiratorio la adrenalina es inhibitoria NO excitatoria, pero generalmente cuando hablamos de adrenalina y noradrenalina decimos que es mediador químico de naturaleza excitatorio. Hay otros como en el caso del GABA que a nivel central son mediadores químicos solo inhibitorios, así van a conseguir una gran cantidad de sustancias las cuales las van a clasificar de acuerdo a su efecto o a la acción que van a tener, aquí tienen algunos mediadores químicos de acción rápida algunos inhibitorios y otros excitatorios, la acetilcolina es un mediador que se libera en la sinapsis neuromuscular transmisión del impulso de una neurona a las fibras musculares siempre el mediador químico en el caso del músculo esquelético va a ser acetilcolina.

La noradrenalina, adrenalina, dopamina, serotonina, histamina son mediadores químicos de naturaleza excitatoria.

Los neuropéptidos y las hormonas también son mediadores químicos, las hormonas son consideras como mediadores químicos porque las va a producir una célula de tipo especializada que esa sustancia la libera el torrente sanguíneo a la sangre y ella viaja por la sangre hasta el órgano blanco donde va a ejercer la función entonces ella esta llevando la información de la célula que la creo hasta la célula blanco, podemos decir que las hormonas son mediadores químicos de acción lenta porque tenemos que esperar que el órgano que la produce la produzca, después que la libere a la sangre, luego que viaje por toda la sangre y al final que llegue al órgano blanco y ejerza la función, por eso es que son neurotransmisores de acción lenta.

¿De que va a depender de que un neurotransmisor produzca un efecto excitatorio o produzca un efecto inhibitorio?

Va a depender de unas proteínas que se encuentran en la membrana que son LOS RECEPTORES Son unas proteínas especializadas, especificas para cada neurotransmisor, o sea hay receptores para acetilcolina, hay para adrenalina, hay para GABA... ese receptor tiene un componente que es hacia fuera de la membrana que se llama componente de unión ese componente es al que se le va a unir ese neurotransmisor y a la vez tienen un componente ionóforo que ve hacia dentro del axón que es el que va a ejercer la función.

Cuando el mediador químico se libere de la hendidura sináptica el se va a unir al componente de unión y esa unión de neurotransmisor-receptor va a crear una serie de acciones dentro del axón que va a hacer que la respuesta sea excitatoria o inhibitoria. Algunas veces ese receptor luego que se une a ese neurotransmisor se va a comportar como un canal iónico a dejar entrar o salir determinados iones.

¿QUÉ OCURRE SI EN LUGAR DE DEJAR ENTRAR CARGAS POSITIVAS ENTRA CARGAS NEGATIVAS?

Entonces lo que era negativo va a ser mas negativo, y lo que era más positivo se hace más positivo por eso no hay respuesta, es INHIBITORIA

¿COMO SE GENERA LA RESPUESTA DE LA MEMBRANA POSTSINÁPTICA?

Se genera por medio de canales iónicos o por medio de la activación de segundos mediadores.

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ACCIÓN DEL NEUROTRANSMISOR SOBRE LA NEURONA POSTSINÁPTICA

La membrana por dentro es negativa y por fuera es positiva imagínense cuando se una el neurotransmisor al receptor que el se convierte en un canal iónico y deja entrar cargas positivas o deja entrar cargas negativas, que es lo que va a ocurrir con esa polaridad de la membrana se puede cambiar, o sea si adentro es negativo y afuera es positivo y la unión de ese neurotransmisor receptor deja entrar una gran cantidad de iones positivos o negativos, ¿Qué va a ocurrir con el interior? Se va a cargar positivo, si solo deja entrar cargas positivas, va a existir una inversión de la polaridad y eso va a hacer que la respuesta sea EXCITATORIA.

inapsis inhibitoria:

Depende de la naturaleza del mediador químico, puedo inhibir la sinapsis en el terminal presináptico (canal de Ca⁺²) y en la membrana postsináptica (bloqueo de receptores) Existen unos PIP potencial inhibitorio presináptico que es igual a los PEP.

Propiedades de la sinapsis:

1. Su conducción es unidireccional (del terminal presináptico al postsinaptico)

2. Hay un retraso sináptico porque tiene que difundir a la hendidura sináptica (0,5 milisegundos)

3. Vulnerable a la hipoxia y a las sustancias químicas, la falta de oxigeno va a hacer que se altere la comunicación entre una célula y otra (inexcitabilidad)

4. Hay fatiga en la transmisión porque se agota el neurotransmisor (estimulación repetitiva)

5. Facilitación post mecánica: al aplicar una serie de estímulos repetitivos sobre la sinapsis excitatoria por un periodo de tiempo hay un periodo de descanso y la sinapsis responde mejor al estimulo subsiguiente.

Sinapsis neuromuscular:

Es la sinapsis entre una célula nerviosa y un célula muscular, se da a nivel del músculo esquelético (es controlable). El neurotransmisor siempre ocasiona una contracción, aquí la neurona se va a ramificar en varios pies terminales para inervar a varias fibras musculares a la vez.

Excitabilidad Nerviosa

Excitabilidad Nerviosa

Excitabilidad Nerviosa: Es la propiedad que tienen algunas células de ser excitadas, es decir, de responder ante la aplicación de ciertos estímulos.

Excitabilidad: propiedad de las células de presentar determinadas reacciones biológicas (respuestas) a todo cambio energético brusco (estímulo) que ocurra en su medio ambiente circundante.

No sólo se excitan las células nerviosas, también se excitan las células glandulares (produciendo secreción) y las células musculares (produciendo contracción).

Estímulo: variación o cambio energético capaz de generar una respuesta en una célula. No importa la naturaleza del estímulo, lo que importa es la naturaleza de la célula que se este estimulando. Puede ser de tipo:

• Químico → Neurotransmisor

• Físico → Pinchazo

• Eléctrico → Corriente eléctrica

La célula nerviosa va a responder siempre generando un potencial de acción, no importa la naturaleza de estímulo.

Característica de los Estímulos:

1. Intensidad: es la cantidad de energía que contiene un estímulo para generar una respuesta. Según la Intensidad, los estímulos se pueden clasificar en:

1. Estímulos Sub-umbrales: son aquellos que no tienen la fuerza suficiente como para generar una respuesta en la célula estimulada. Al aplicar un estímulo sub-umbral la célula nerviosa no responde.

2. Estímulos Umbrales: son aquellos que tienen la magnitud o la fuerza para generar una respuesta sobre la célula que se esta estimulando.

3. Estímulos Supra-umbrales: son aquellos que su intensidad o fuerza es mayor a la necesaria para generar una respuesta en la célula. Al aplicar un estímulo supra-umbral la célula va a generar su respuesta igual que ante un estímulo umbral, debido a su propiedad del todo o nada.

2. Cualidad o Calidad del Estímulo: naturaleza del estímulo, existen:

• Estímulos Físicos

• Estímulos Mecánicos

• Estímulos Físico-Químicos

• Estímulos Químicos

3. Frecuencia de la Estimulación: número de veces que se aplica un estímulo en un tiempo determinado, es decir, el número de estímulos por unidad de tiempo.

4. Duración de la Estimulación: tiempo durante el cual un estímulo actúa sobre una célula.

Respuesta: cambio específico en el tejido estimulado como consecuencia del cambio energético de su medio ambiente circundante.

En el Tejido Nervioso es el cambio o modificación del potencial de la célula nerviosa. Al ser estimuladas el potencial de reposo se transforma en un impulso llamado potencial de acción, el cual va a viajar a lo largo de todas las fibras nerviosas.

La célula nerviosa sufre un cambio en la permeabilidad de la membrana celular a nivel de los iones intra y extracelulares.

El Sistema Nervioso posee 2 tipos de células nerviosas, las cuales son:

1. Neuronas → Producen y conducen impulsos electroquímicos

2. Células de sostén → Matriz celular que mantiene a las neuronas.

NEURONAS

Son unidades anatómicas y funcionales básicas del Sistema Nervioso.

Características especiales:

• Tienen una capacidad de génesis y transmisión de señales bioeléctricas.

• Establecen las sinapsis para la transmisión de las señales de una a otra célula.

• Realizan un funcionamiento neuronal ordenado.

• Síntesis Proteica

• Metabolismo oxidativo de la glucosa para obtener la energía necesaria para los procesos de la síntesis.

• Se organizan en distintas sub-regiones, cada una con características estructurales y funcionales específicas.

• El tejido neurogénico no presenta mitosis durante el período extrauterino.

Las Neuronas se encuentran especializadas en:

• Percibir los estímulos físicos y químicos.

• Generar un potencial y conducirlo a lo largo de ella.

• Liberar un mediador químico o reguladores químicos.

Por medio de sus actividades, las Neuronas hacen posible:

• La percepción de estímulos

• El aprendizaje

• La memoria

• El control de músculos y glándulas

Componentes o Regiones de las Neuronas:

1. Dendritas: componente receptivo.

2. Soma Celular: lugar donde se encuentran las organelas y donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas

3. Cono Axónico: corresponde al origen del axón, es el componente integrador.

4. Axón: componente de conducción, el cual puede ser mielínico o amielínico.

5. Terminal Axónico: componente secretor.

1. Dendritas:

• Son prolongaciones finas y ramificadas que salen del citoplasma del soma celular.

• Es el componente receptivo que transmite los impulsos eléctricos hacia el soma.

• Poseen numerosos tipos de receptores y canales iónicos para la génesis de los potenciales post-sinápticos.

2. Soma – Cuerpo Celular:

• Componente de la neurona donde se producen las macromoléculas (receptores, neurotransmisores, etc.) que se exportarán mediante transporte axonal a otras regiones de la neurona.

• Parte más amplia, contiene: el núcleo, citoplasma y organelas celulares como mitocondrias y aparato de Golgi.

• Aquí se realiza la síntesis de proteínas necesarias para modificar la permeabilidad de la membrana.

3. Cono Axónico:

• Zona en que se lleva a cabo la suma e integración de todos los potenciales post-sinápticos generados en las dendritas y en el soma celular.

• Es la zona donde se generan las señales o impulsos eléctricos.

4. Axón:

• Prolongación única que se extiende desde el cono axónico hasta la porción terminal.

• Conduce el impulso nervioso desde el soma hacia las células vecinas.

• Contiene la vaina de mielina, esta puede variar por lo que se van a tener fibras:

→ Mielínicas: capa gruesa de mielina, su trayecto es largo y rápido (nervios espinales)

→ Amielínicas: capa delgada de mielina, trayecto corto y lento (nervios craneales)

5. Terminal Axónico:

• Ramificaciones axonales que van a hacer contacto funcional con otras neuronas y efectores vecinos. Es la zona involucrada directamente con la sinapsis.

• Es el componente secretor de vesículas provenientes de las proteínas (neurotransmisores) sintetizadas en el soma, las cuales llegan hasta el terminal axónico gracias al flujo axoplásmico.

Las Neuronas se pueden clasificar:

1. Según su función

2. Según su estructura

1. Según su función:

Esta clasificación se basa en la dirección en la que se conducen los impulsos nerviosos.

1. Neuronas Sensitivas o Aferentes: son aquellas neuronas que van desde receptores sensitivos periféricos hasta el Sistema Nervioso Central (Encéfalo y Médula Espinal)

2. Neuronas de Asociación o Interneuronas: son aquellas que se encuentran en su totalidad en el interior del SNC, se encargan de comunicar las neuronas aferentes con las eferentes.

3. Neuronas Motoras o Eferentes: son aquellas que transmiten el impulso desde el SNC hacia los órganos efectores (músculo y glándulas). Pueden ser:

→ Neuronas Motoras Somáticas: son las responsables del control reflejo y voluntario de los músculos esqueléticos.

→ Neuronas Motoras Autónomas: inervan a los efectores involuntarios, es decir, músculo liso, músculo cardíaco y glándulas.

2. Según su estructura:

Se basa en el número de prolongaciones que emite el soma.

1. Neuronas Unipolares: con una única prolongación.

2. Neuronas Bipolares: con 2 prolongaciones, una en cada uno de los extremos.

3. Neuronas Multipolares: tienen varias dendritas.

POTENCIAL DE REPOSO

Es la condición normal en la que se encuentran las neuronas al no estar estimuladas, en donde se establece una diferencia de potencial entre el interior de la célula cargada negativamente y el exterior cargado positivamente, condición que logran gracias a la permeabilidad selectiva de la membrana celular.

En la célula nerviosa el potencial de reposo es igual a – 70 mV.

Cuando la célula es estimulada, la permeabilidad de la membrana cambia y deja entrar iones positivos, lo que hace que los negativos salgan y se crea un potencial eléctrico.

Dendritas → reciben información → se suma → Soma y Cono Axónico → Cono Axónico y el segmento inicial del Axón → se genera → POTENCIAL DE ACCIÓN

Condiciones de REPOSO

Intracelular Extracelular

Mayor concentración de K+ Mayor concentración de Na+

- - - - - - - + + + + + +

- - - - - - + + + + +

Mayor concentración de aniones Mayor concentración de Cl-

(proteínas que a Ph celular se

comportan como aniones)

Difusión Pasiva

En condiciones normales, intracelularmente va a haber una mayor concentración negativa, ya que la neurona se encuentra sintetizando continuamente proteínas, las cuales tienen una difícil difusión hacia el exterior.

Estos iones se encuentran en continuo movimiento del interior al exterior de la célula por medio de la difusión pasiva, la cual no es suficiente como para generar una diferencia de potencial.

BASE IÓNICA:

1. Difusión pasiva de Potasio (K+):

→ Tiende a difundir hacia el exterior debido a su gradiente de concentración.

→ Difunde hacia el interior celular debido al gradiente eléctrico

→ La Bomba Na/K introduce este ión (es la razón porque se encuentra más concentrado dentro de la célula)

→ Potencial de equilibrio es de -90 mV

2. Difusión pasiva de Sodio (Na+):

→ Tiende a difundir hacia el interior celular debido a su gradiente de concentración y al gradiente eléctrico, pero dicha difusión es mínima debido a la poca permeabilidad de la membrana.

→ La Bomba Na/K se encarga de transportar al sodio hacia el exterior celular a pesar de sus gradientes (saca 3 Na e introduce 2 K)

3. Aniones en el interior celular:

→ Al no poder difundir a través de la membrana celular, los aniones permanecen en su interior junto con sus cargas negativas.

POTENCIAL DE ACCIÓN

Señal que consiste en una inversión en la polaridad de la membrana, de duración breve, que puede transmitirse a distancia a través de axones, lo que constituye la señal utilizada para concluir información a lo largo de las vías neuronales.

Este cambio de permeabilidad consiste básicamente en:

→ Aumento de la permeabilidad del Na+.

→ La permeabilidad del K+ permanece igual.

Existen 2 fases:

1. Despolarización: corresponde al proceso de inversión de la polaridad de la célula. El Na que se encontraba concentrado en el exterior de la célula difunde masivamente al interior gracias a la apertura de los canales de Na, lo que se conoce como: Fase de activación del Na+.

Este Na entra debido a su gradiente de concentración y su gradiente eléctrico, lo que deja a la célula cargada positivamente. FASE ASCENDENTE

Una vez que el Na ha entrado en cantidades suficientes como para invertir la polaridad, la célula llega a su umbral de descarga y genera un potencial de acción, el cual es transmitido con toda su intensidad hasta el final de la célula.

2. Repolarización: es el proceso mediante el cual la célula intenta volver a su estado de reposo. Primero, cierra los canales de Na (Fase de inactivación de Na+) y abre los de K (el cual entra favorecido por su gradiente de concentración, es lo que se llama la Fase de Activación del K+). Y segundo hay una alta actividad de la Bomba Na/K, la cual es la encargada del reestablecimiento del potencial de membrana, es decir, de regresar la diferencia iónica a su estado de reposo. FASE DESCENDENTE

Es así como la célula vuelve a su estado de electronegatividad, estado necesario para que se genere un nuevo potencial de acción.

NOTA: si el estimulo no es suficiente como para llevar a la célula a su umbral de descarga, umbral que se ubica a 15 mV por encima de su valor de reposo, la célula no responde. Es decir, ella debe estar estimulada hasta llegar a -55 mV (la cantidad de iones positivos que tienen que entrar la deben llevar de -70 a -55 mV)

Es así como se genera un potencial que va a ser todo o nada. No importa si el umbral supera los 15 mV, siempre se va a generar un potencial de la misma magnitud.

Hiperpolarización: caída del potencial de membrana en reposo por debajo de su nivel, es decir, la célula se pone más negativa. Se normaliza a medida que la conductancia al K+ regresa a su valor inicial.

Registro del Potencial de Acción:

Gráfica que describe el proceso en que la célula nerviosa es estimulada por ciertos neurotransmisores y sufre la despolarización.

1. Artefacto del estímulo: breve desviación irregular de la línea basal, indica la llegada del estímulo.

2. Período de Latencia: tiempo que tarda en viajar el impulso a lo largo del axón, desde el momento de la aplicación del estímulo hasta el inicio del potencial de acción.

3. Potencial de acción: de puede describir en 2 fases

1.- Fase de Despolarización: nivel de descarga

Potencial local: aumento de la permeabilidad de la membrana al Na+, que para convertirse en un Potencial de Acción debe alcanzar el nivel de descarga (-15 mV).

Sobretiro, Sobredescarga u Overshoot: nivel que alcanza en su ascenso el trazado, que sobrepasa la línea isopotencial y que llega aproximadamente a los +35 mV.

2.- Fase de Repolarización (fase de inactivación del Na+ y activación del K+)

4. Posdespolarización o Potencial residual negativo: tiempo durante el cual el Potencial de Membrana no ha recuperado su valor de reposo.

5. Poshiperpolarezación o Potecial residual positivo: ocurre una vez alcanzado el valor de reposo del Potencial de Membrana; el trazado desciendo por debajo de su valor de reposo.

Características del Potencial de Acción:

• Respuesta del Todo o Nada: independientemente de la intensidad del estímulo, los Potenciales de Acción ocurren se la célula se despolariza hasta el umbral. Por el contrario, si no se alcanza el umbral no se dará el Potencial de Acción.

• Acomodación: si se aplican estímulos sub-umbrales (que no llegan al umbral) repetitivos, varía la excitabilidad de la membrana acercándola a su nivel umbral, y el último de esos estímulos puede llegar a producir un Potencial de Acción.

Explicación: la neurona va acumulando el Na+ por los repetitivos estímulos que no la hacen llegar a su umbral.

• Período Refractario: es el tiempo durante el cual en una región de la membrana de un axón se esté produciendo un Potencial de Acción, esa misma región no podrá responder a otro estímulo. Se divide en 2 tipos:

1.- Período Refractario Absoluto: es aquel período en donde la célula aunque se le apliquen estímulos sub-umbrales no es capaz de responder. Abarca la fase de despolarización y el primer tercio de la repolarización.

2.- Período Refractario Relativo: aquella fase que parte de los dos últimos tercios de la repolarización, en donde la célula nerviosa es capaz de responder ante estímulos supra-umbrales y generar un nuevo Potencial de Acción.

• Conducción de los impulsos nerviosos: las neuronas tienen la capacidad de transmitir las cargas a través de su citoplasma.

El impulso se propaga a lo largo de la fibra por medio de flujos circulares de corriente que producen potenciales de acción en áreas sucesivas de la membrana de manera ordenada.

La conducción de los impulsos nerviosos varía según la cantidad de mielina que contenga la célula, entonces se diferencian:

1.- Fibras mielínicas: conducción nerviosa Saltatoria (de nódulo a nódulo)

La Vaina de Mielina actúa como un aislante envolviendo a las células de Schwann con pequeñas interrupciones que reciben el nombre de los Nódulos de Ranvier. Proceso: ocurre la despolarización en los Nódulos de Ranvier y se crea una corriente que viaja intra y extracelularmente hasta otras células. El proceso es rápido ya que se da por medio del flujo de los líquidos intra y extracelulares y lo único que se tiene que despolarizar es una pequeña fracción de la membrana celular.

2.- Fibras amielínicas: conducción nerviosa Circular.

Proceso: entra Na+ y sale K+ sucesivamente en cada segmento, se genera un movimiento circular. Es de menor velocidad ya que la despolarización de la membrana se realiza segmento por segmento.

Corresponde a las fibras motoras.