POTENCIAL DE ACCION

CONCEPTOS

• Ion: partícula con carga eléctrica.

• Canal Iónico: es una proteína de membrana a veces específica que transporta iones y otras moléculas pequeñas a través de la membrana por difusión pasiva o facilitada, es decir, sin uso de energía.

• Polaridad: es la capacidad de un cuerpo de tener dos polos con características distintas.

• Impulso Nervioso: es el transporte de información a través de los nervios, y por medio de sustancias como el Sodio y el Potasio y su interacción con la membrana.

• Potencial de Membrana: es el voltaje que le dan a la membrana las concentraciones de los iones en ambos lados de ella.

• Potencial de Reposo: es el estado en donde no se transmiten impulsos por las neuronas

.

• Potencial de Acción: es la transmisión de impulso a través de la neurona cambiando las concentraciones intracelulares y extracelulares de ciertos iones

DISTRIBUCION A TRAVES DE LA MEMBRANA

• Potencial de acción: cambio

rápido en el potencial de

membrana en respuesta a un

estímulo, seguido de un

retorno al potencial de reposo

• El perfil del potencial de

acción difiere en función del

tipo de canales voltaje-

dependientes de cada célula

excitable

Potencial de Acción

• Definición de Potencial de Acción: – Señal eléctrica regenerativa cuya amplitud no cambia a medida

que avanza por la membrana plasmática neuronal (axón) ó muscular (sarcolema).

• Un potencial de acción puede:– Estimular ó inhibir otro potencial de acción

– Estimular la contracción muscular

– Estimular la secreción glandular

– Ser generado por un potencial receptor

• Un Potencial de Acción ocurre debido a:– Cambios selectivos en la permeabilidad de los iones Na+ y K+

Relación electro-mecánica

• Se puede analogar la relación de las actividades eléctricas de los nervios – a través de los potenciales de acción – como inductores de la contracción muscular y la generación de fuerza con la chispa que enciende el motor y el movimiento del auto

• En ambos casos es primero la actividad eléctrica y luego se genera la fuerza y el trabajo mecánico.

Células excitables: aquellas capaces de producir un potencial de acción

Provoca

la contracción

Conducción

impulso nervioso:

transmisión señales

• Al recibir un estímulo, las células excitables “disparan” un potencial de acción

• Tipos de estímulo: eléctrico, químico, mecánico, fotónico (luz)

Si el estímulo es de suficiente intensidad puede sobrepasar un umbral de

despolarización que dispara el potencial de acción

Excitabilidad celular

Bomba de sodio-potasio• La Bomba de

Sodio-Potasio

corresponde a un

tipo de transporte

activo, porque va

en contra de una

gradiente de

concentración, por

lo tanto requiere

energía (ATP)

para su

funcionamiento.

•En el lado externo de la membrana hay una

mayor concentración de iones sodio y calcio.

• El sodio que está

fuera de la célula

tiende a entrar, sin

embargo, los canales

de sodio, durante el

potencial de reposo

están generalmente

cerrados.

• Una proteína de

membrana llamada

Bomba de Sodio-

Potasio, transporta

(“devuelve”) iones

sodio hacia el exterior

de la célula nerviosa.

Potencial de acción

a. El estímulo induce la apertura de canales

Na+. Su difusión al citoplasma

despolariza la membrana celular.

b. Al alcanzarse el potencial umbral se

abren más canales Na+. El aumento en la

entrada de Na+ despolariza aún más la

membrana.

c. Cuando el potencial alcanza su máximo

(valores positivos) se cierran los canales

Na+.

d. La apertura de los canales K+ permite la

salida del catión y la repolarización de la

membrana

e. Tras un breve periodo de

hiperpolarización, la bomba Na+/K+

restablece el potencial de reposo.

El potencial de acción: etapas

•Se abren cuando el potencial de membrana se hace

menos negativo (despolarización)

•De sodio:

–Muy rápidos

–Provocan más despolarización

–Se inactivan

•De potasio

–Menos rápidos

–Revierten la despolarización

Propagación del potencial de acción Propagación acción

PROPAGACION DEL POTENCIAL DE ACCION

Propagación del potencial de acción

El potencial de acción se propaga hacia todas las direcciones, pero no

retrocede, ya que lo canales de Na+ de la zona que se despolariza primero están

inactivados

1. El potencial de acción o se produce o no (ley de todo o nada).

2. Una vez generado se automantiene y propaga por

retroalimentación positiva: la apertura de canales de Na+

provoca la apertura de otros.

3. El tiempo que los canales dependientes de voltaje

permanecen abiertos es independiente de la intensidad del

estímulo.

4. Un estímulo supraumbral no aumenta la despolarización

celular (la amplitud del pico).

Características del potencial de acción

Axón en estado de reposo.

Potencial de acción en el

terminal sináptico

• El potencial de acción se mueve por el axón hasta el terminal sináptico

• La despolarización abre canales de calcio dependientes de voltaje

• El calcio ingresa y estimula la fusión de vesículas sinápticas con la membrana presináptica

• Los neurotransmisores se liberan al espacio sináptico y estimulan la membrana postsináptica

Neurotransmisores

• Las neuronas se comunican entre sí a través de impulsos electroquímicos.

• El impulso nervioso viaja desde el cuerpo hacia el axón hasta alcanzar una sinapsis, donde desencadena la liberación de mensajeros químicos que se unen a receptores específicos, transfiriendo la información y continuando su propagación. El cerebro humano contiene decenas de billones de neuronas interrelacionadas por un número de seis a la diez veces mayor de sinapsis.

• Existen más de noventa neurotransmisores diferentes conocidos actuando en la sinapsis; sin embargo, los seis más destacados son:

Neurotransmisores más Importantes

Noradrenalina

Serotonina

GABA

L - Glutamato

Dopamina

Acetilcolina

NEUROTRANSMISORES

• Acetilcolina

- Es el neurotransmisor más abundante y el principal en la sinapsis neuromuscular, pues es la sustancia química que transmite los mensajes de los nervios periféricos a los músculos para que éstos se contraigan. Bajos niveles de acetilcolina pueden producir falta de atención y el olvido.

- El cuerpo fabrica acetilcolina a partir de la colina, la lecitina, el deanol (DMAE), de las vitaminas C, B1, B5, B6 y de los minerales como el zinc y el calcio.

• Noradrenalina

- También conocida como norepinefrina, estimula la liberación de grasas acumuladas y participa en el control de la liberación de hormonas relacionadas con la felicidad, la libido, el apetito y el metabolismo corporal, además de estimular el proceso de memorización y mantener el funcionamiento del sistema inmunológico. Desempeña un importante papel en las relaciones en situaciones de estrés, manteniéndonos alerta.

- Bajos niveles de noradrenalina pueden provocar un cuadro depresivo. La noradrenalina se sintetiza a partir de dos aminoácidos (L-fenilalanina y L-tirosina) además de las vitaminas C, B3, B6 y del cobre.

• Dopamina

- Químicamente semejante a la noradrenalina y a la L-dopa (droga usada en el tratamiento de la dolencia del Parkinson), la dopamina afecta sobremanera al movimiento muscular, al crecimiento, a la recuperación de los tejidos y al funcionamiento del sistema inmunológico, además de estimular la liberación de hormonas del crecimiento para la hipófisis (pituitaria).

- Niveles bajos de dopamina causan depresión y enfermedad de Parkinson y los niveles altos se asocian a cuadros de Esquizofrenia.

• Serotonina

- Neurotransmisor encontrado en altas concentraciones de plaquetas sanguíneas, en el tracto gastrointestinal y en ciertas regiones del cerebro.

Tiene una función importante en la coagulación sanguínea, en la contracción cardiaca y en el desencadenamiento del sueño, además de ejercer funciones antidepresivas (los antidepresivos tricíclicos actúan aumentando los niveles cerebrales de serotonina).

Se sintetiza partir del aminoácido L-triptofano y constituye el precursor de la hormona pineal, la melatonina, que es un regulador del reloj biológico.

• L-Glutamato

- Representa la principal vía de biosíntesis del ácido gama-amino-butírico (GABA). Existe en altas concentraciones en todo el SNC, ejerciendo funciones de excitación e inhibición de las neuronas. Bajos niveles de L-glutamato implican una disminución del rendimiento, tanto físico como mental.

• GABA

- El ácido gama-amino-butírico, uno de losneurotransmisores más investigados, tiene una acciónpredominante inhibitoria sobre el SNC y ejerce un papelimportante en los procesos de relajación, sedación y delsueño. Los relajantes ansiolíticos del grupo diazepínico(Valium, Librium, etc.) se unen a los receptores tipoGABA para efectuar su acción sedante.

El GABA está disponible como suplemento alimentario.