Un impulso nervioso -una carga eléctrica- es la señal que pasa desde una neurona a la siguiente y por último a un órgano final, tal como un grupo de fibras musculares, o nuevamente al sistema nervioso central.
Para simplificarlo, piensa que el impulso nervioso viaja a través de una neurona de modo muy parecido a como viaja la electricidad a través de los alambres eléctricos de su casa. Veamos cómo se genera este impulso eléctrico y cómo viaja el mismo a través de una neurona.
POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO
La membrana celular de una neurona en reposo tiene un potencial eléctrico negativo de aproximadamente -70 mV. Esto significa que si insertamos una sonda de voltímetro dentro de la célula, las cargas eléctricas encontradas allí y las encontradas fuera de la célula diferirían en 70 mV, y la interior sería negativa en relación con la exterior.
A esta diferencia potencial se la conoce como el potencial de membrana en reposo. Es producida por una separación de cargas a través de la membrana. Cuando dichas cargas difieren, se dice que la membrana está polarizada.
La neurona tiene una alta concentración de iones potasio (k+) en el interior y una alta concentración de iones sodio (Na+) en el exterior porque la bomba sodio-potasio desplaza activamente sodio fuera de la célula y potasio hacia dentro de la misma.
Esto parece implicar que las cargas están equilibradas a través de la membrana, pero que la bomba sodio-potasio desplaza 3 Na+ de la célula por cada 2 K+ que introduce en la misma. Asimismo, la membrana es mucho más permeable a los iones potasio que a los iones sodio, por lo que los K+ pueden moverse libremente.
Para establecer el equilibrio, los K+ se desplazarán a un área de menor concentración, por lo que algunos saldrán al exterior. Los Na+ no pueden moverse de esta manera.
El resultado final es que hay más iones cargados positivamente fuera que dentro de la célula creando la diferencia de potencial a través de la membrana, . El mantenimiento de un potencial de membrana constante de reposo de -70 mV es principalmente una función de la bomba sodio-potasio.
DESPOLARIZACIÓN E HIPERPORALIZACIÓN
Si el interior de la célula se vuelve menos negativo en relación con el exterior, la diferencia de potencial a través de la membrana se reduce. La membrana estará menos polarizada. Cuando esto ocurre, se dice que la membrana está despolarizada.
Así, la despolarización se produce en cualquier momento en que la diferencia de carga es inferior al potencial de membrana de reposo de -70 mV, llegando un evidente cambio de permeabilidad de la membrana a los Na+.
Lo contrario también puede suceder. Si la diferencia de carga a través de la membrana crece, pasando del potencial de membrana en reposo a un número todavía más negativo, entonces la membrana se polariza más. Esto se conoce como hiperpolarización.
Los cambios en el potencial de membrana son realmente señales usadas para recibir, transmitir e integrar información dentro y entre células. Estas señales son de dos tipos: potenciales graduados y potenciales de acción. Ambas son corrientes eléctricas creadas por el movimiento de iones.
Son cambios localizados en el potencial de la membrana. Éstos pueden ser despolarizaciones o hiperpolarizaciones. La membrana contiene canales de iones que tienen puertas para los iones, actuando como portales de entrada y salida de la neurona.
Generalmente, estas puertas están cerradas, impidiendo el flujo de iones; pero se abren con la estimulación permitiendo que los iones se desplacen desde fuera hacia dentro; o viceversa. Este flujo de iones altera la separación de la carga, cambiando la polarización de la membrana.
POTENCIALES DE ACCIÓN
Es una rápida y potencial despolarización de la membrana de la neurona. Generalmente, dura alrededor de 1 ms. El potencial de la membrana suele cambiar desde el potencial de membrana de reposo de -70 mV hasta un valor de +30 mV; y luego vuelve rápidamente a su valor de reposo.
Todos los potenciales de acción comienzan como potenciales graduados. Cuando se produce una estimulación suficiente como para provocar una despolarización de al menos entre 15 y 20 mV, el resultado es un potencial de acción. La despolarización mínima requerida para producir un potencial de acción se conoce como el «umbral».
Cualquier despolarización inferior al valor del umbral de entre 15 y 20 mV no dará como resultado un potencial de acción. Pero siempre que la despolarización alcance o supere el umbral, se producirá un potencial de acción. Éste es el principio de todo o nada.
