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:
Intensidad: es la cantidad de energía que contiene un estímulo para generar una respuesta. Según la Intensidad, los estímulos se pueden clasificar en:
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.
Estímulos Umbrales: son aquellos que tienen la magnitud o la fuerza para generar una respuesta sobre la célula que se esta estimulando.
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.
Cualidad o Calidad del Estímulo: naturaleza del estímulo, existen:
Estímulos Físicos
Estímulos Mecánicos
Estímulos Físico-Químicos
Estímulos Químicos
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.
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:
Neuronas → Producen y conducen impulsos electroquímicos
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:
Dendritas: componente receptivo.
Soma Celular: lugar donde se encuentran las organelas y donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas
Cono Axónico: corresponde al origen del axón, es el componente integrador.
Axón: componente de conducción, el cual puede ser mielínico o amielínico.
Terminal Axónico: componente secretor.
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.
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.
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.
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)
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:
Según su función
Según su estructura
Según su función:
Esta clasificación se basa en la dirección en la que se conducen los impulsos nerviosos.
Neuronas Sensitivas o Aferentes: son aquellas neuronas que van desde receptores sensitivos periféricos hasta el Sistema Nervioso Central (Encéfalo y Médula Espinal)
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.
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.
Según su estructura:
Se basa en el número de prolongaciones que emite el soma.
Neuronas Unipolares: con una única prolongación.
Neuronas Bipolares: con 2 prolongaciones, una en cada uno de los extremos.
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:
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.
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.
Artefacto del estímulo: breve desviación irregular de la línea basal, indica la llegada del estímulo.
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.
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+)
Posdespolarización o Potencial residual negativo: tiempo durante el cual el Potencial de Membrana no ha recuperado su valor de reposo.
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.
No hay comentarios:
Publicar un comentario