Resumen
Sumario T7 Bases de la Comunicación Neuronal (Fundamentos de la Psicobiología)
- Grado
- Psicobiología
- Institución
- Universidad Nacional De Educación A Distancia
. (.)
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TEMA 7: Bases de la Comunicación Neuronal1. INTRODUCCIÓN
Como se ha descrito en el capítulo anterior, el SN central está formado por una intrincada red
de neuronas que reciben información del medio ambiente externo e interno.
La información procedente del medio ambiente, las órdenes efectoras y cualquier otro tipo de
informaciones neuronales son «traducidas» a un código o lenguaje único que es utilizado
por las células del SN para comunicarse entre sí y con otras células del organismo.
Este código nervioso está basado en dos tipos de señales: eléctricas y químicas.
● Las señales eléctricas, la mayoría de estas señales se originan en las dendritas y en el
soma, mientras que otras se producen en el axón. Son impulsos de carga eléctrica que
viajan a lo largo de las células nerviosas, permitiendo el rápido intercambio de
información.
La señal eléctrica originada en el axón es conducida a lo largo del mismo, hasta alcanzar
los terminales presinápticos o botones terminales, donde desencadena la liberación de
sustancias químicas al espacio extracelular.
● Estas señales químicas actúan como mediadoras en la transmisión de información
a otras neuronas.
Se estima que una neurona puede establecer un promedio de mil a diez mil contactos con
otras neuronas.
2. EL POTENCIAL ELECTRÓNICO DE LAS MEMBRANAS
Aunque muchas células de nuestro organismo son capaces de generar señales eléctricas,
únicamente las neuronas son capaces de utilizarlas para comunicarse entre sí, debido a
que en sus membranas transforman esas señales para que puedan ser transmitidas.
Todas las células (incluidas las neuronas) mantienen a través de sus membranas una
diferencia de potencial eléctrico entre el interior y el exterior celular, es fundamental para
que la transmisión de información tenga lugar. Esta diferencia de potencial o de carga
eléctrica se debe a la diferente distribución de moléculas existente a ambos lados de la
membrana celular. Como cada una de estas moléculas presenta una carga eléctrica (ión), que
puede ser positiva (catión) o negativa (anión), determinará la carga eléctrica neta tanto del
interior como del exterior celular.
Evidentemente, esta diferencia de potencial no se produciría si las cargas eléctricas del
interior y del exterior celular estuvieran compensadas, es decir, que cada lado de la membrana
presentara igual cantidad de cargas positivas y negativas. Como esta compensación de cargas
no existe, sino que hay diferencias en la distribución de cargas eléctricas, se establece una
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diferencia de potencial o diferencia de carga eléctrica entre ambos lados de la membrana.
Esta diferencia de potencial recibe el nombre de potencial de membrana o potencial
eléctrico de la membrana y representa la carga eléctrica o voltaje que se genera a través de
esa membrana (su símbolo es Vm ).
La carga eléctrica o voltaje que se almacena en la membrana celular es capaz de generar una
señal eléctrica cuando se permite el paso de corrientes eléctricas a través de ella entre el
interior y el exterior celular, que se comportan como si fuesen dos polos eléctricos, uno
negativo y otro positivo. Cuanto mayor es la diferencia de potencial entre el interior y el
exterior, mayor carga eléctrica presenta la membrana.
El potencial de membrana y los cambios que éste experimenta pueden ser registrados
mediante un microelectrodo especial capaz de conducir las corrientes eléctricas y de ser
conectado a un osciloscopio, instrumento que permite conocer las variaciones de este
potencial de membrana en función del tiempo.
● La fuerza de difusión determina el movimiento de las partículas desde las regiones
de mayor concentración hacia las regiones de menor concentración, lo que se
denomina movimiento a favor de gradiente.
● La fuerza eléctrica o presión electrostática ejerce una fuerza de repulsión entre
partículas con la misma carga eléctrica y una fuerza de atracción entre cargas
eléctricas de distinto signo.
Cuando el movimiento de una partícula a través de la membrana se ve afectado tanto por la
fuerza eléctrica como por la química, como es habitual, se dice que depende del gradiente
electroquímico.
Sin embargo, los movimientos iónicos a través de la membrana no sólo están determinados
por el gradiente electroquímico, sino también por la permeabilidad de la membrana a los
diferentes iones. Sabemos que la bicapa lipídica que constituye la mayor parte de la membrana
celular es hidrofóbica, es decir, evita el agua, por lo que no permite el paso de iones y otras
pequeñas moléculas hidrosolubles. Por tanto, el movimiento de iones a través de la membrana
celular está regulado por proteínas especializadas entre las que se encuentran los canales
iónicos, que permiten el paso de iones a través de ella.
La dirección de estas corrientes eléctricas hacia el interior o hacia el exterior celular dependerá
de la forma en que el movimiento de cada ión se vea afectado por el gradiente electroquímico.
Además de los canales iónicos, existen otras proteínas insertadas en la membrana que
influyen también en el movimiento de los iones a través de ella, son proteínas
transportadoras denominadas bombas iónicas.
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2.1 Valores de potencial de membrana
De esta forma, los diferentes valores que adopte el potencial de membrana dependen de los
movimientos iónicos que se produzcan a través de los canales iónicos.
● Uno de estos valores recibe el nombre de potencial de reposo que es el potencial de
membrana de la neurona cuando ésta se encuentra inactiva, es decir, en reposo.
● Cuando la neurona es activada y responde generando una señal eléctrica en su axón
que es conducida hasta los botones terminales, el potencial de membrana adopta un
valor diferente y recibe el nombre de potencial de acción o impulso nervioso que es la
señal eléctrica.
La capacidad de las células para responder mediante este tipo de señales eléctricas se llama
excitabilidad.
3. EL POTENCIAL DE REPOSO
Las neuronas presentan en estado de reposo una diferencia de potencial a través de sus
membranas de aproximadamente 60-70 mV. Básicamente, lo que refleja esta diferencia de
potencial es una distribución desigual de la carga eléctrica a ambos lados de la membrana,
concentrándose un exceso de cargas negativas en el interior.
Las diferencias en las concentraciones de iones entre el interior y el exterior celular. El catión
que se encuentra en mayor concentración en el interior celular, respecto a los demás, es el
potasio (K+), mientras que en el exterior el ión positivo en mayor concentración es el sodio
(Na+).
Los aniones más abundantes en el interior celular son moléculas proteicas orgánicas (A-),
mientras que en el exterior celular es más abundante el cloro.
Sin embargo, existen diferencias en la permeabilidad de la membrana neuronal en estado de
reposo a los distintos iones presentes en el interior y exterior celular. La membrana en estado
de reposo es 30-40 veces más permeable al K+ que al Na+, aunque esto no significa que sea
totalmente permeable al K+.
Sólo algunos iones Na+ atraviesan la membrana en reposo, mientras que los aniones
orgánicos intracelulares (A-) no pueden atravesarla, permaneciendo en el interior celular.
Sin embargo, cada ión K+ que abandona la célula deja en el interior una carga negativa de
más y añade una carga positiva fuera de la neurona. Así, al mismo tiempo que cada ión K+
deja la célula y el interior celular se vuelve más negativo.
A lo largo de este proceso, se ha ido acumulando en el interior un exceso de cargas negativas,
mientras que en el exterior se concentra cargas positivas. En esta situación, la salida de iones
K+ podría ser equilibrada por igual salida de cargas negativas (A) o por la entrada de igual
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