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Origen y bases del potencial de accion

 

Las señales eléctricas se transmiten a lo largo de las fibras nerviosas, mediante impulsos eléctricos o potenciales de membrana. La mayoría de los procesos constan de un receptor que capta o transmite, y luego un efector que es excitado por despolarización de su membrana.
La primera etapa es en reposo, normalmente negativa, pero cuando llega un estímulo se modifica la membrana y su permeabilidad a determinados iones, con lo que se crea el potencial de acción. Después de eso vendrá una fase de repolarización, en la que deberá volverse a alcanzar el potencial de reposo. Después de esta fase viene un corto período de hiperpolarización. Existen una serie de factores que pueden dar lugar a un potencial de acción, que son:
Estímulo en la membrana
Productos que cambien la permeabilidad de la membrana
Cambios mecánicos sobre la membrana
Frío o calor
Cualquier factor que modifique el estado normal de la membrana.
Este potencial se propaga electrotónicamente y a velocidad constante. Sigue además la ley del todo o nada. Si el estímulo llega al umbral se producirá el potencial de acción, pero si no llega al umbral no se producirá. Por lo tanto el umbral es la intensidad mínima de estímulo necesaria para que se de un potencial de acción. Si el estímulo no llega al umbral, es posible que se produzca sumación, lo que desembocará en la liberación de un potencial de acción. Durante un potencial de acción distinguimos dos períodos refractarios. Entendemos como período refractario aquel período en que la célula se hace refractaria, es decir, no deja pasar ni transmite ninguna señal. Distinguimos el período refractario absoluto (PRA), en que la célula es totalmente refractaria y período refractario relativo (PRR), durante el cual el umbral aumenta y la intensidad disminuye. Existe un fenómeno conocido como adaptación o acomodación, según el cual, el umbral va aumentando con un estímulo fijo.

BASES DEL POTENCIAL DE ACCIÓN

El potencial de membrana no toma un valor de 0 durante el potencial de acción, sino que alcanza valores positivos. No se produce potencial de acción si se elimina el sodio del espacio extracelular, ya que este es el que causa la despolarización de la membrana. Es al abrirse los canales de Na que se produce el potencial de acción. Se volverá a polarizar la célula al abrise los canales de K, que provocarán una hiperpolarización. A la derecha podemos ver el ciclo de Hodgking.
Existen drogas que pueden bloquear los canales, con lo que se bloquean los impulsos. La procaina y la xilocaina tienen esa función, bloqueando ambos tipos de canales. Hay otras drogas que solo afectan a los canales de K, dificultando la vuelta a los niveles de reposo. La tetratoxina (TTX) bloquea tan solo los canales de Na, impidiendo que haya potenciales de acción.
En algunos casos podemos encontrar que los iones calcio tambien juegan un papel importante en el potencial de acción, actuando junto al Na. Cuando actúan ambos se puede dar lo que se conoce como un potencial en meseta. Los iones Cl tambien pueden intervenir, pero solo pueden entrar en la célula por transporte activo.
La velocidad de propagación de un potencial de acción es siempre constante. Un potencial de acción es independiente de la intensidad del estímulo. O bien se produce o no se produce potencial de acción, pero no existe gradación dentro de estos potenciales.
Los potenciales de acción en meseta son característicos de algunos tejidos, como el corazón. La repolarización es más lenta en estos potenciales que en los otros. Vemos que la despolarización es similar a la típica, pero vemos que se produce un pico y que después baja , lo que sería normal, sino fuese porque la repolarización es muy pequeña. Después de esa repolarización se estabiliza en una meseta , durante 3 – 4 milisegundos, para repolarizarse de nuevo como un potencial de acción normal. En el corazón encontramos los dos tipos de conductores, los que son dependientes solo de Na, que producen el potencial en espiga y que son muy rápidos, y los que son dependientes de Na y Ca, que producen el potencial en meseta, que son más lentos. Ambos tipos de potenciales dependen del voltaje.

La velocidad del potencial de acción depende de: Diámetro del axón, Presencia o no de mielina, Temperatura, Sustancias químicas
Los axones de las neurona pueden tener un recubrimiento de mielina, que es aislante. La capa de mielina no es constante a lo largo del axón, de manera que hay zonas en las que no hay cápsula, que son lo que se conocen como nódulos de Ranvier. Hay una conducción saltatoria, de manera que la conducción llega a la zona con mielina y salta y se transmite por los nódulos de Ranvier. La mielina es una sustancia que permite una mayor velocidad en la transmisión del impulso. La mielina aumenta la velocidad entre 5 y 7 veces. Se han aislado fibras de mielina principalmente en vertebrados, pero también en algunos crustáceos. La mielina aisla el axón y disminuye la capacitancia.
El hecho de que el potencial de acción sea dependiente también de la temperatura se basa en el hecho de que los canales iónicos dependen de voltaje, pero también de la temperatura. A mayor temperatura mayor velocidad de transmisión.
Las sustancias nerviosas pueden afectar a la conducción del impulso, ya que pueden ser anestésicos que afecten a los canales.
Se ha de tener en cuenta que la mayoría de las observaciones que se han hecho han sido realizadas sobre axón gigante de calamar, que debido a su tamaño es fácilmente manipulable.

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