28 jul 2021

Los impulsos nerviosos, despolarización, potencial de acción y bomba sodio-potasio [Entranamiento personalizado]

En la siguiente entrada sobre el sistema nervioso (sistema de comunicación y ordenación del cuerpo) trataremos los impulsos nerviosos y conceptos relacionados como la despolarización, repolarización, potencial de acción o la bomba sodio-potasio, entre otros conceptos que debemos dominar para comprender los procesos que ocurren en el interior y exterior de la célula. Volvemos con nuestra sección sobre entrenamiento personalizado.


Los impulsos nerviosos, despolarización y potencial de acción [Entrenamiento personalizado]

Cuando la membrana celular de un nervio y la fibra muscular están polarizadas sus cargas eléctricas son diferentes. En el interior de la célula se encuentra una concentración de iones potasio alta, mientras que en el exterior son iones de sodio.

La carga interna de la membrana celular es de -70 milivoltios en reposo, es decir, es negativa comparada con la carga exterior de la célula, siendo entonces más positivo. Este es el potencial de reposo transmembrana, que depende de la bomba sodio-potasio para su estabilidad, la cual regula el equilibrio de ambos iones: sodio en el interior y potasio en exterior de la célula.

Por otro lado, encontramos potenciales graduados que ocurren cuando la membrana celular del nervio sufre cambios pequeños en la carga eléctrica debido a modificaciones en la parte externa de la membrana celular.

La despolarización ocurre cuando carga de una membrana celular comienza a ser menos negativa. En cambio, si se vuelve más negativa, ocurrirá una hiperpolarización.

Cuando un potencial eléctrico de una membrana celular cambia su valor de -50 milivoltios a -55, logrará su umbral eléctrico y transmitirá el potencial de acción por el axón hasta el músculo o el órgano, modificando su valor de -70 a +30 milivoltios durante el mismo, ya que han entrado muchos iones sodio en el interior de la célula. Si una membrana celular llaga a su umbral eléctrico o lo pasa, el mensaje será un potencial de acción.

El potencial de acción puede propagarse por completo cuando alcanza el umbral o no lo logra en el caso contrario. Este proceso se denomina principio de todo o nada.

La conducción saltatoria se produce cuando el potencial de acción viaja por un nervio mielínico, saltando entre nódulos de Ranvier hacia un órgano, siendo la velocidad de transmisión nerviosa por un axón mielínico hasta valores de 100 m/s. Cuando esto ocurre y llega el potencial de acción a las terminaciones axónicas, alcanzará una sinapsis (unión de dos nervios donde un neurotransmisor pasa de la terminación axónica del axón de un nervio hasta receptores del otro para seguir el potencia de acción) o su órgano de destino.

Después del potencial de acción, el nervio motor se repolariza, es decir, recupera su potencial de reposo transmembrana, lo que acarrea el movimiento de iones potasio al exterior de la célula para recuperar los -70 milivoltios. Por otro lado, durante el potencial de acción, los iones sodio se precipitan en la célula, a la vez que, durante la repolarización, los iones potasio salen de la misma, creando concentración de iones potasio en exterior y de sodio en interior. Esta situación de potencial de reposo transmembrana opuesta a la normal se resuelve con la activación de la bomba sodio-potasio, devolviendo la concentración de iones dentro y fuera de la célula. 

En la siguiente entrada profundizaremos más sobre la sinapsis, esa comunicación de nervios, y con músculos mediante la  unión neuromuscular.

Imagen. La activación de la bomba sodio-potasio devuelve la concentración de iones dentro y fuera de la célula. 

Bibliografía: Kravitz, L (2008). Estructura y función de los sistemas muscular, nervioso y óseo. En R. Earle y T. Baechle (eds.), Manual NSCA. Fundamentos del entrenamiento personal (pp. 14-15). Barcelona: Paidotribo.


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