biología para mayores II

para que el sistema nervioso funcione, las neuronas deben ser capaces de enviar y recibir señales. Estas señales son posibles porque cada neurona tiene una membrana celular cargada (una diferencia de voltaje entre el interior y el exterior), y la carga de esta membrana puede cambiar en respuesta a moléculas neurotransmisoras liberadas de otras neuronas y estímulos ambientales., Para entender cómo se comunican las neuronas, primero se debe entender la base de la carga de membrana basal o «en reposo».

membranas neuronales cargadas

la membrana bicapa lipídica que rodea una neurona es impermeable a moléculas o iones cargados. Para entrar o salir de la neurona, los iones deben pasar a través de proteínas especiales llamadas canales iónicos que abarcan la membrana. Los canales iónicos tienen diferentes configuraciones: abiertos, cerrados e inactivos, como se ilustra en la Figura 1. Algunos canales iónicos necesitan activarse para abrirse y permitir que los iones entren o salgan de la célula., Estos canales iónicos son sensibles al medio ambiente y pueden cambiar su forma en consecuencia. Los canales iónicos que cambian su estructura en respuesta a los cambios de voltaje se denominan canales iónicos dependientes de voltaje. Los canales iónicos controlados por voltaje regulan las concentraciones relativas de diferentes iones dentro y fuera de la célula. La diferencia en la carga total entre el interior y el exterior de la célula se denomina potencial de membrana.

la Figura 1. Los canales iónicos controlados por voltaje se abren en respuesta a los cambios en el voltaje de la membrana., Después de la activación, se inactivan durante un breve período y ya no se abrirán en respuesta a una señal.

potencial de membrana en reposo

una neurona en reposo está cargada negativamente: el interior de una célula es aproximadamente 70 milivoltios más negativo que el exterior (-70 mV, tenga en cuenta que este número varía según el tipo de neurona y por especie). Este voltaje se llama potencial de membrana en reposo; es causado por diferencias en las concentraciones de iones dentro y fuera de la célula., Si la membrana fuera igualmente permeable a todos los iones, cada tipo de ion fluiría a través de la membrana y el sistema alcanzaría el equilibrio. Debido a que los iones no pueden simplemente cruzar la membrana a voluntad, hay diferentes concentraciones de varios iones dentro y fuera de la célula, como se muestra en la tabla 1.

El potencial de membrana en reposo es el resultado de diferentes concentraciones dentro y fuera de la célula. La diferencia en el número de iones de potasio cargados positivamente (K+) Dentro y fuera de la célula domina el potencial de membrana en reposo (Figura 2).

la Figura 2., El potencial de membrana en reposo (a) es el resultado de diferentes concentraciones de iones Na+ y K+ Dentro y fuera de la célula. Un impulso nervioso hace que el Na + entre en la célula, lo que resulta en (B) despolarización. En el potencial de acción máximo, los canales K + se abren y la célula se hiperpolariza (c).

cuando la membrana está en reposo, los iones K + se acumulan dentro de la célula debido a un movimiento neto con el gradiente de concentración., El potencial de membrana de reposo negativo se crea y mantiene aumentando la concentración de cationes fuera de la célula (en el líquido extracelular) En relación con el interior de la célula (en el citoplasma). La carga negativa dentro de la célula es creada por la membrana celular siendo más permeable al movimiento de iones de potasio que al movimiento de iones de sodio. En las neuronas, los iones de potasio se mantienen en altas concentraciones dentro de la célula, mientras que los iones de sodio se mantienen en altas concentraciones fuera de la célula., La célula posee canales de fuga de potasio y sodio que permiten a los dos cationes difundir su gradiente de concentración.

sin embargo, las neuronas tienen muchos más canales de fuga de potasio que Canales de fuga de sodio. Por lo tanto, el potasio se difunde fuera de la célula a una velocidad mucho más rápida que las fugas de sodio. Debido a que más cationes salen de la célula que entran, Esto hace que el interior de la célula se cargue negativamente en relación con el exterior de la célula. Las acciones de la bomba de sodio y potasio ayudan a mantener el potencial de reposo, una vez establecido., Recuerde que las bombas de sodio y potasio traen dos iones K + a la célula mientras eliminan tres iones Na+ por ATP consumido. A medida que se expulsan más cationes de la célula que los absorbidos, el interior de la célula permanece cargado negativamente en relación con el fluido extracelular. Cabe señalar que los iones de cloro (Cl–) tienden a acumularse fuera de la célula porque son repelidos por proteínas cargadas negativamente dentro del citoplasma.

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