TEMA 5:Potencial de acción

Concepto

• El potencial de acción es el mecanismo básico que utiliza el sistema nervioso para transmitir información. Es el primer responsable por ejemplo, del movimiento. Se trata de un fenómeno muy breve (milisegundos) en el cual la membrana de la célula se “despolariza”, es decir el interior de la membrana se hace menos negativo que en reposo, haciéndose incluso positivo.

cinética

• componentes y características – Despolarización– Repolarización– Hiperpolarización– Reposo

conceptos

• Corriente interna: flujo de

carga positiva hacia el interior• Corriente externa: flujo de

carga positiva hacia el exterior• Descarga: porción positiva del

potencial• Periodo refractario: – Absoluto: la célula no responde

con un potencial de acción al estímulo

– Relativo: la célula sólo responde si la intensidad es grande

Características

• Todo o nada• Los potenciales de acción de una misma célula

son siempre idénticos• Se propaga sin amortiguación

BASES DEL POTENCIAL DE ACCIÓN

• El potencial de acción puede explicarse sobre la base del movimiento a través de la membrana de dos iones, el Na+ y el K+: aumento de la conductancia para el Na+ (en mS, milisiemmens) y este ión trata de alcanzar su potencial de equilibrio, despolarizándose la célula. Cuando los canales de potasio se abren (aumento a la conductividad del K+) la célula se repolariza y finalmente se hiperpolariza

Secuencia

– Reposo– Apertura de canales de Na+ dependientes del

estímulo– Apertura de canales de Na+ dependientes de

voltaje– cierre de los canales de Na+ – Apertura de canales de K+ dependientes de

voltaje– Cierre de canales de K+ dependientes de voltaje

Papel de la bomba de Na+-K+• La cantidad de iones que se mueven a través de la membrana

es muy pequeña en comparación con la concentración de iones intra y extracelulares. ¿Qué le ocurre a una célula excitable si inhibimos la bomba?

• La célula sigue produciendo potenciales de acción en respuesta a un estímulo, mientras que la concentración de los dos iones (Na+ y K+ ) permanece . Sin embargo, llega un momento en que el K+ intracelular baja y el Na+ aumenta, perdiéndose también el potencial de membrana. En este momento la célula deja de producir potenciales de acción.

• Como la bomba de Na+-K+ es electrogénica (recordemos que por cada 3 Na+ que saca al exterior de la membrana entran 3 K+ ) disminuye ligeramente el potencial de membrana, independientemente del mecanismo visto más arriba.

PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN

Mecanismo de la propagación• En la figura anterior puede verse que la propagación del potencial de

acción se debe al juego coordinado entre los tres estados de los canales : inactivo, abierto y cerrado. De esta forma el potencial se propaga a lo largo de toda la membrana de la célula que ha sido estimulada

• Hemos dicho que las células pueden ser excitables (responden a estímulos generando potenciales de acción) y no excitables. Dentro de las primeras hay algunas, las neuronas, que además propagan el potencial de acción a otras células.

• La neurona se configura como una central de recepción y transmisión de datos. Del cuerpo neuronal parten dos tipos de prolongaciones, las dendritas, que reciben información de otras neuronas y el axón, que envía la información a otras células. Las neuronas, a través del axón pueden establecer conexiones con una única célula o con muchas. De esta forma se amplifica la señal

La neurona: transmisión y amplificación

• Propiedades– Alta velocidad de

conducción– Existencia de sinapsis, o

zonas de contacto entre la neurona y otras células, donde se lleva a cabo el proceso de neurotransmisión

Conducción• La velocidad de conducción depende de distintos factores: • resistencia de la membrana, • capacitancia de la membrana, • resistencia interna. La resistencia interna a su vez está en

relación con la sección del nervio, mientras mayor es ésta menor es la resistencia. Este es uno de los mecanismos utilizados por las fibras nerviosas para aumentar su velocidad de conducción . El otro es la mielinización

• Velocidad de conducción: de 0,25 m/s (fibras no mielinizadas) a 100 m/s (fibras mielinizadas grandes

Mielinización• La mielina es un lípido aislante

contenido en unas células especiales, las células de Schwann, que forman capas (vaina de mielina), como si fuese una cinta aislante alrededor de la fibra nerviosa. Cada milímetro la vaina de mielina deja de recubrir al axón, dejando una zona descubierta llamada nódulo de Ranvier, donde se acumulan los canales de Na+. Entre nódulo y nódulo la corriente se transmite fácilmente debido al aislamiento y la despolarización de un nódulo salta a otro, es decir el potencial de acción se propaga en forma de saltos .

Animaciones

• Potencial de acción básico• Potencial de acción• Conducción