Introducción a la electrofisiología de la neurona

Generalidades

Las neuronas son las centrales eléctricas del cuerpo, capaces de generar y transmitir señales mediante el movimiento de iones a través de sus membranas celulares. La mayoría de las células, incluyendo las neuronas, utilizan partículas cargadas conocidas como iones para generar cargas eléctricas a través de sus membranas celulares, las cuales influyen en el movimiento de iones entre los entornos extracelular e intracelular. La membrana celular de la neurona está formada por una bicapa de fosfolípidos y es selectivamente permeable a estos iones, lo que les permite moverse por medio de canales iónicos específicos que se abren o cierran en respuesta a diversos estímulos.

A pesar de que las concentraciones de iones en estos líquidos generalmente están equilibradas, dando como resultado una carga neta neutra, existe una ligera diferencia de carga justo en la superficie de la membrana celular (negativa en el interior y positiva en el exterior) debido a la distribución desigual de los iones. Esta diferencia de carga crea un gradiente eléctrico, o potencial eléctrico, a través de la membrana, conocido como potencial de membrana.

Cuando una neurona está en reposo, este potencial de membrana se denomina potencial de membrana en reposo, que suele rondar los -70 mV y es crucial para la capacidad de la neurona de transmitir señales eléctricas. Este potencial surge de las diferencias de concentración y los gradientes electroquímicos de iones como el sodio (Na⁺), el potasio (K⁺) y el cloruro (Cl⁻) a través de la membrana.

Las neuronas mantienen estos gradientes mediante mecanismos de transporte activo, como las bombas de sodio-potasio, que mueven el Na⁺ fuera de la célula y el K⁺ dentro de esta, así como los diferentes tipos de canales iónicos que regulan el flujo de iones, incluyendo los canales de fuga, los activados por ligando, los regulados por voltaje y los activados mecánicamente.

Revisa conceptos

Estructura y propiedades de la membrana celular

La membrana celular, o membrana plasmática, es una estructura dinámica esencial para la neurofisiología. Compuesta principalmente por una bicapa de fosfolípidos, actúa como barrera selectiva, manteniendo el entorno interno de las neuronas y permitiendo la comunicación con el espacio extracelular. Su fluidez permite la flexibilidad y la reorganización rápida de las moléculas, mientras que su permeabilidad selectiva asegura un control preciso de la señalización celular y la homeostasis en el sistema nervioso.

Canales iónicos

Los canales iónicos son proteínas especializadas incrustadas en la membrana celular que desempeñan un papel crucial en la neurofisiología. Al controlar el flujo de iones como el sodio (Na+), el potasio (K+), el calcio (Ca2+) y el cloruro (Cl-), los canales iónicos ayudan a establecer y modular la actividad eléctrica de las neuronas. Son esenciales para generar potenciales de acción, transmitir señales a través de las sinapsis y mantener el potencial de membrana en reposo.

Potencial de membrana

El potencial de membrana corresponde a la diferencia eléctrica a través de la membrana celular de la neurona. Surge debido a la distribución desigual de iones, principalmente sodio (Na+), potasio (K+ y cloruro (Cl-), entre los espacios intracelular y extracelular. El potencial de membrana en reposo, que normalmente ronda los -70 mV, se mantiene mediante bombas y canales iónicos, siendo especialmente importante la bomba de sodio-potasio.

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Responde el siguiente cuestionario para comprobar lo que sabes sobre los potenciales de membrana en las neuronas, los movimientos de iones y los diferentes tipos de canales iónicos.

Resumen