El Impulso nervioso

Apuntes 3° Medio: .
TRANSMISIÓN DEL IMPULSO NERVIOSO.
INTRODUCCIÓN (VER)
El impulso nervioso es..................... DEFINE

La propiedad más importante de la neurona es la de responder ante estímulos generando una respuesta bioeléctrica que viaja a lo largo de toda la neurona.   La célula muscular también es excitable, junto con la neurona, constituyen los dos únicos tipos que presentan esta propiedad.

 TEORÍA DE MEMBRANA:
La concepción de la transmisión del impulso nervioso se refiere a la denominada “Teoría de Membrana”, postula que la corriente eléctrica del impulso nervioso es el resultado del flujo de iones a través de la membrana plasmática. Por tanto, el impulso nervioso sería una onda DE NATURALEZA ELECTROQUÍMICA  que se propaga por la membrana que envuelve a la célula nerviosa.
  la neurona en estado de reposo muestra que la superficie externa de la membrana tiene cargas eléctricas positivas, mientras que la parte interna presenta cargas internas negativas. Como esto recuerda los polos de una batería, se dice que la membrana en condición de reposo está polarizada. Así es como en el medio extracelular existe un predominio de Na + y en el medio intracelular predomina el K+.  Esta diferencia de concentración es mantenida por la bomba NA+ - K+ con gasto de ATP.Observa el vídeo explicativo (ver)
Realiza un resumen del video.




















Responde: ¿Qué sucederá con las cargas eléctricas si se aplica un estímulo en una neurona en reposo?
En la teoría de la membrana, cuando un axón es estimulado por sustancias químicas, presión, temperatura o una corriente eléctrica, el estímulo incrementa la permeabilidad de la membrana a los iones de Na, permitiéndoles ingresar  con gran rapidez al Axoplasma. Como los iones de Na llevan cargas positivas al interior, la parte externa de la membrana se vuelve momentáneamente negativa con respecto a la parte interna, vale decir, se produce una despolarización transitoria en el punto estimulado. Este cambio rápido del potencial de membrana se conoce con el nombre de potencial de acción. Cada potencial de acción estimula los puntos vecinos de la membrana, determinando que la despolarización inicial se desplace a lo largo del axón. Esa onda de despolarización es el Impulso nervioso.

Desplazamiento del I.N. por la neurona, intercambio entre iones positivos y negativos de la membrana.  Por lo tanto para generar un impulso nervioso, primero debe ocurrir la despolarización de la membrana en sus primeras cargas y esta despolarización debe trasladarse a lo largo del axón.

 Para producir el potencial de acción la neurona necesita ocupar una gran cantidad de energía en forma de ATP, para esto utiliza las mitocondrias vecinas a la membrana del axón, que le proveen la energía necesaria.
Inmediatamente después de ser estimulada, la neurona no puede reaccionar a otro estímulo, esto se debe a que las mitocondrias de la membrana no tienen ATP para permitir el desplazamiento de los iones. Durante este período refractario, que es muy breve, la, membrana recupera su potencial de reposo y queda en condiciones de generar y conducir un nuevo impulso. Para tales efectos, la bomba NA+ -K+ transporta activamente los iones de Na al exterior y los de K al interior, proceso que repolariza la membrana.

 Por lo tanto el impulso nervioso es una onda de naturaleza eléctrica que se desplaza por la membrana de la neurona, generando cambios iónicos en ella (proceso de despolarización y repolarización). Pero para iniciar un impulso nervioso (I.N.), siempre es necesario un estímulo.

Algunas consideraciones importantes
El potencial de acción se inicia cuando se abren canales de Na+. Puesto que en reposo, el Na+ está más concentrado en el exterior y el potencial de reposo es negativo, la apertura de canales de Na+ permite la electrodifusión de Na+ hacia el interior. Las cargas positivas que portan los iones Na+ hacen más positivo el interior de la célula, invirtiendo la polaridad del potencial de membrana (punto máximo del potencial de acción).
• Responde las siguientes preguntas.
a. ¿Qué pasaría si la bomba de sodio potasio fuese inhibida?
b. Explica por qué el medio extracelular de la neurona posee carga positiva, en comparación con el medio intracelular, que posee carga negativa.


Hay que hacer notar que la cantidad de iones que participan en el ciclo despolarización-repolarización del potencial de acción es muy poca en relación al total de iones que existen en la célula. De hecho, las concentraciones de iones a ambos lados de la membrana prácticamente no cambian durante la entrada o salida de iones.

a. ¿Qué iones intervienen en el cambio de polaridad de la membrana? 
b. ¿Qué ocurre con los canales de sodio al estimular la neurona?
c. ¿Con qué carga quedan el interior y el exterior de la neurona?
d. ¿Cómo se restablece el estado de reposo?

Ley del todo o Nada
Una importante propiedad del Potencial de Acción (PA) es que sigue la ley del todo o nada, según la cual, cuando un estímulo (o una serie de estímulos) llega a la neurona con suficiente intensidad como para provocar la aparición de un PA en la membrana de dicha célula, el PA se produce en todo caso, y alcanzando la amplitud (voltaje) máxima posible en cada caso (ese máximo no es de idéntica magnitud en cada caso, pero será la magnitud máxima posible en cada suceso).

Ley del Todo o Nada. Ver vídeo
Si un estímulo ha sido tan intenso como para que la despolarización que provoca cruce el umbral de aparición del PA, éste aparece y el potencial bioeléctrico se propaga sin que la magnitud de dicha amplitud se resienta, hasta llegar a la siguiente estación de relevo del flujo eléctrico, la sinapsis, desde donde se suelta una cantidad de neurotransmisor proporcional a la amplitud del PA, de modo que a la membrana postsináptica llega suficiente neurotransmisor como para desencadenar otro PA (sobre todo, si son varias las neuronas convergentes en la región postsináptica)

Una vez que se genera este potencial de acción tiene la misma duración y amplitud que si se inicia por un estímulo umbral o supraumbral. Es decir, no por aumentar la intensidad del estímulo aumenta también el potencial de acción, no existen respuestas intermedias, todo o nada.

Períodos Refractarios

Este período refractario se refiere a un lapso en el cual la neurona no puede volver a ser excitada y ocurre durante la repolarización.
En un principio el período refractario es absoluto, porque la neurona no responde a ninguna clase de estímulo incluso los supraumbrales; para luego volverse relativo en donde sólo responde a estímulos supraumbral.

Umbral de Excitación
Este concepto se refiere a la intensidad mínima que debe tener un estímulo para ser capaz de generar un potencial de acción en la neurona.

De acuerdo a esto existen tres clases de estímulos según su intensidad:
1.   Estímulo umbral, es aquel que tiene la intensidad mínima necesaria para generar un potencial de acción.
2.   Estímulo subumbral (Infraumbral), que tiene una intensidad menor al mínimo necesario y por tanto no es capaz de generar potencial de acción.
3.   Estímulo supraumbral, tiene una intensidad mayor al mínimo necesario y también es capaz de generar potencial de acción.

Conducción del Impulso
En las neuronas que carecen de vaina de mielina se habla de una condición continua porque el potencial de acción va despolarizando toda la membrana neuronal. Sin embargo, las neuronas con vaina de mielina presentan una conducción saltatoria. Esto se produce porque la vaina se comporta como un excelente aislante que reduce el flujo de iones a través de la membrana en unas 5.000 veces.
Los iones sólo pueden fluir a través de los nódulos de Ranvier y por tanto los potenciales se pueden producir sólo en los nódulos. La conducción saltatoria tiene valor por dos razones: al hacer que la despolarización se conduzca entre nódulos el potencial de acción se hace más rápido, entre 5 y 50 veces. En segundo lugar, ahorra energía para la neurona, porque sólo se despolarizan los nódulos.
Velocidad de Conducción

La velocidad de conducción depende principalmente de dos factores:
•   La presencia de vaina de mielina hace más rápido el potencial de acción. 
•   El diámetro del axón, a mayor diámetro mayor es la velocidad de conducción.

ACTIVIDADES RESUMEN: Desarrolla:

Después de leer la guía resuelve las siguientes actividades.

1. Indica las características que presenta una membrana (incluyendo al medio extracelular) durante el potencial de reposo y durante el potencial de acción.

2. ¿Por qué se requiere de canales para que los iones puedan atravesar la membrana del axón?

3. Durante el potencial de reposo ¿Qué canales se encuentran “cerrados”?

4. En el potencial de acción ¿Cuáles iones (Na+ o K+) son los que atraviesan primero la membrana? ¿Por qué?

5. Explica los siguientes términos e indica qué características iónicas presenta la membrana durante cada uno: Polarización, Despolarización y Repolarización.

6. Si dentro de la neurona hay una alta concentración de K+ ¿Cómo se explica que el K+ no salga de la célula siguiendo el gradiente de concentración?

7. Durante la repolarización los iones K+ quedan fuera del axón y los iones a+ queda dentro ¿Qué ocurre para que vuelvan al estado de polarización nuevamente?

8. Explica porqué el impulso nervioso es unidireccional, es decir, se mueve en una sola dirección.

9. Esquematiza en tu cuaderno un impulso nervioso indicando: Hacia dónde se dirige el impulso, polarización, despolarización, repolarización y dónde se encuentran los iones en cada etapa

10. Explica a qué se refiere la ley del todo o nada