Fundamentos de Células Gliales y Biopotenciales Neuronales

Células Gliales: Tipos y Funciones Esenciales

En el sistema nervioso, además de las neuronas, existen células de soporte cruciales denominadas células gliales o neuroglía. Se distinguen principalmente dos grandes categorías: la microglía y la macroglía.

Microglía: Guardianes del Sistema Nervioso

La microglía está compuesta por células con capacidad fagocítica, consideradas los macrófagos residentes del sistema nervioso central. Estas células se activan en respuesta a condiciones de daño tisular, infección o inflamación, eliminando desechos celulares y patógenos, y modulando la respuesta inmune local.

Macroglía: Soporte Estructural y Funcional

La macroglía comprende varios tipos celulares con funciones diversas y fundamentales para el correcto funcionamiento neuronal. Los principales tipos son:

• Oligodendrocitos y Células de Schwann: Formadores de Mielina

  Los oligodendrocitos se localizan en el Sistema Nervioso Central (SNC), mientras que las células de Schwann desempeñan una función análoga en el Sistema Nervioso Periférico (SNP). Ambas son responsables de la formación de las vainas de mielina, una cubierta lipídica aislante que envuelve los axones neuronales. Esta vaina es esencial para aumentar la velocidad de conducción del impulso nervioso y proporcionar soporte metabólico al axón.

• Astrocitos: Multifuncionales y Abundantes

  Los astrocitos son las células gliales más numerosas y se caracterizan por un cuerpo celular de forma irregular (típicamente estrellada) del cual emanan numerosos procesos celulares ramificados. Estos procesos frecuentemente terminan en una expansión denominada pie terminal. Cuando estos pies terminales se aplican sobre elementos nerviosos (como somas, dendritas o axones), contribuyen a formar la membrana glial limitante (glia limitans), una estructura de soporte, aislamiento y regulación del microambiente neuronal. También participan en la recaptación de neurotransmisores, el suministro de nutrientes a las neuronas y la formación de la barrera hematoencefálica.

Biopotenciales: La Base Eléctrica de la Función Celular

Los biopotenciales son diferencias de potencial eléctrico generadas por los tejidos vivos, resultado de la conversión de energía (principalmente química) en energía eléctrica. Estos fenómenos eléctricos son cruciales para la función de células excitables como las neuronas y las células musculares. El descubrimiento de la "electricidad animal" por Luigi Galvani alrededor de 1786 sentó las bases para el estudio de los biopotenciales.

En el contexto neuronal, los biopotenciales más importantes incluyen:

Potencial de Membrana

El potencial de membrana es la diferencia de carga eléctrica que existe a través de la membrana plasmática de todas las células. Se origina por una distribución asimétrica de iones entre el medio extracelular y el intracelular. Por convención, se considera que el medio externo (extracelular) posee una mayor concentración relativa de cargas positivas, mientras que el medio interno (intracelular) presenta un exceso de cargas negativas en la cara interna de la membrana.

Potencial de Reposo

El potencial de reposo es el potencial de membrana específico de una neurona (u otra célula excitable) cuando no está generando activamente un impulso nervioso. En este estado, se dice que la neurona está polarizada eléctricamente. Típicamente, el medio extracelular es electropositivo en comparación con el medio intracelular, que es electronegativo. Este potencial se mantiene gracias a la acción de bombas iónicas (como la bomba Na+/K+ ATPasa) y a la permeabilidad selectiva de la membrana a diferentes iones.

Potencial de Acción: La Señal Nerviosa

El potencial de acción es una inversión rápida, transitoria y propagada del potencial de membrana que constituye la señal eléctrica fundamental de las neuronas. Se desencadena cuando la neurona recibe un estímulo de suficiente intensidad como para llevar el potencial de membrana hasta un nivel crítico conocido como umbral de excitación. Este evento implica una apertura y cierre secuencial de canales iónicos dependientes de voltaje, lo que permite flujos iónicos específicos a través de la membrana.

El potencial de acción se compone clásicamente de las siguientes fases principales, que ocurren tras alcanzar el umbral:

• Despolarización: Una rápida entrada de iones positivos (principalmente Na+) al interior de la célula, lo que provoca que el potencial de membrana se vuelva menos negativo e incluso positivo transitoriamente.
• Repolarización: La salida de iones positivos (principalmente K+) desde el interior celular, lo que restaura la negatividad del potencial de membrana, llevándolo de nuevo hacia el nivel de reposo.
• Hiperpolarización (o postpotencial hiperpolarizante): En algunas neuronas, es una fase opcional donde el potencial de membrana se vuelve brevemente más negativo que el potencial de reposo, debido a una conductancia al K+ que persiste o a la entrada de Cl-.

El estado inicial de la membrana antes de la despolarización es el de polarización, correspondiente al potencial de reposo.

Umbral de Excitación e Iniciación del Potencial de Acción

El umbral de excitación (o simplemente umbral) es el nivel específico de despolarización del potencial de membrana que debe alcanzarse para provocar la apertura masiva y regenerativa de los canales de Na+ dependientes de voltaje. Una vez alcanzado este umbral, se desencadena un potencial de acción completo, siguiendo el principio del "todo o nada". Si el estímulo despolarizante no alcanza el umbral, no se genera un potencial de acción.

Mecanismos de Conducción del Impulso Nervioso

La propagación del potencial de acción a lo largo del axón puede ocurrir mediante dos mecanismos principales:

Conducción Saltatoria

La conducción saltatoria es característica de los axones mielinizados. En este tipo de conducción, el potencial de acción no se regenera en cada punto de la membrana axonal, sino que parece "saltar" de un nódulo de Ranvier (interrupciones en la vaina de mielina donde se concentran los canales iónicos) al siguiente. Este mecanismo es considerablemente más rápido y energéticamente más eficiente que la conducción continua.

Conducción Continua

La conducción continua se observa en los axones amielínicos (que carecen de vaina de mielina). Implica la despolarización progresiva de cada zona adyacente de la membrana del axón. Este proceso es más lento y requiere un mayor gasto energético en comparación con la conducción saltatoria, ya que toda la membrana axonal debe despolarizarse y repolarizarse secuencialmente.

Sinapsis: Puntos de Comunicación Interneuronal

La sinapsis es una unión funcional altamente especializada que permite la transmisión de información (en forma de impulsos nerviosos o señales químicas) desde una neurona a otra, o desde una neurona a una célula efectora (como una célula muscular o glandular). La neurona que transmite la señal se denomina neurona presináptica, mientras que la neurona o célula que recibe la señal se conoce como neurona postsináptica (o célula postsináptica).