Saltar la navegación

Generación del impulso nervioso

Cuando una neurona recibe un estímulo, se genera un impulso que se transmite a través de su axón hacia otras neuronas vecinas, hasta que llega al órgano efector. Los siguientes gráficos muestran la formación de un impulso nervioso como consecuencia de las reacciones biofísicas y bioquímicas que tienen lugar, principalmente, en la membrana plasmática de la célula nerviosa.

Estado de reposo: potencial de membrana. La membrana plasmática de una neurona en estado de reposo (al igual que el resto de las células del cuerpo) tiene diferentes concentraciones de iones (principalmente, Na+ y K+), dentro y fuera de la célula. En este estado, la concentración de iones K+ en el citoplasma de un axón es unas 30 veces superior a la del fluido externo. Por el contrario, el Na+ tiene una concentración unas 10 veces mayor fuera de la célula que dentro de ella. Esta distribución desigual de iones genera una diferencia de potencial entre la superficie externa y la interna de la membrana, y por eso se dice que la membrana está polarizada, lo cual se manifiesta con una ligera carga negativa dentro de la célula. Esa diferencia de potencial, que no conduce ningún impulso nervioso, se denomina potencial de reposo o de membrana.

El estado de reposo se mantiene gracias a la bomba de sodio-potasio, que bombea el K+ hacia dentro del axón y el Na+ hacia afuera. Los iones también se mueven a través de canales iónicos en favor de un gradiente de concentración. En estado de reposo, los canales de sodio están mayormente cerrados, y los de potasio, abiertos, por lo que estos últimos salen de la célula. Sin embargo, dada la impermeabilidad de la bicapa lipídica, los iones cargados negativamente no pueden seguir al K+. Así, se forma un exceso de carga negativa dentro del axón que atrae a los iones K+ e impide que estos sigan saliendo. De esta manera, se llega al estado de equilibrio.

Despolarización: potencial de acción. Cuando una neurona es estimulada, su membrana se vuelve más permeable y se produce una redistribución de los iones, de tal manera que el potencial de reposo varía. Se abren los canales iónicos de sodio y estos entran en la célula en favor de su gradiente  de concentración, ya que inicialmente resultan atraídos por la carga negativa del interior del axón. Esta despolarización (inversión momentánea de la polaridad de la membrana, que se vuelve más positiva adentro que afuera) produce el denominado potencial de acción, el cual genera el impulso nervioso.

Conducción del impuso nervioso. El impulso se propaga a lo largo de la neurona por despolarización sucesiva de la membrana neuronal.

Repolarización: retorno al potencial de membrana. A medida que se propaga el impulso, la neurona va estableciendo su polarización de reposo hasta su estado inicial, el cual se volverá a modificar frente a un nuevo estímulo. El restablecimiento del potencial de reposo se debe a la salida de iones K+ en favor de su gradiente de concentración y a la carga positiva del axón durante el potencial de acción. Posteriormente, la bomba de sodio-potasio vuelve a sus niveles originales las concentraciones de los iones Na+ y K+.

Los estímulos que no producen potencial de acción se llaman subumbrales, y los que sí lo originan, umbrales. La neurona genera siempre el mismo potencial de acción, aun cuando la intensidad del estímulo supera el umbral. Esta afirmación es conocida como la Ley del todo o nada.

«Una neurona puede excitarse o no, pero cuando lo hace, utiliza siempre el mismo potencial de acción».