El impulso nervioso: despolarización, repolarización y propagación

Resumen

Este documento explica el potencial de acción, o impulso nervioso, y sus fases: despolarización, repolarización y restablecimiento del potencial de reposo. Describe el papel de los canales de sodio y de potasio y de las bombas Na+/K+. También explica cómo se propaga el impulso a lo largo de la neurona y los periodos refractarios absoluto y relativo.

Puntos clave

El potencial de acción se desencadena cuando la membrana se despolariza por encima de un umbral, situado entre -60 y -40 mV.
Dura apenas un milisegundo e invierte temporalmente el potencial de membrana, que llega a hacerse positivo.
En la despolarización se abren los canales de sodio y entra masivamente Na+. Si no se alcanza el umbral, no se genera potencial de acción (ley del todo o nada).
En la repolarización se cierran los canales de sodio y se abren los de potasio, por donde salen iones K+ de la célula.
Las bombas Na+/K+ restablecen el potencial de reposo: sacan tres iones Na+ por cada dos K+ que introducen, con gasto de ATP.
El impulso se propaga porque la despolarización de una zona induce la despolarización de la zona adyacente.
Periodo refractario absoluto: la neurona no responde a ningún estímulo. Periodo refractario relativo: solo responde a un estímulo más intenso que el umbral.

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El Impulso Nervioso: Un Fenómeno Eléctrico Fundamental

El potencial de acción, también conocido como impulso nervioso, es un evento eléctrico crucial que ocurre en las neuronas. Se desencadena cuando el potencial de membrana de una neurona se despolariza por encima de un umbral crítico, generalmente situado entre -60 y -40 milivoltios (mV), como respuesta a un estímulo.

Este proceso, que dura apenas un milisegundo, implica una inversión temporal del potencial de membrana, volviéndose positivo (+40 mV) antes de regresar a su estado negativo. La secuencia de eventos es la siguiente:

Fases del Potencial de Acción

Fase de Despolarización: El estímulo inicial provoca la apertura de los canales de sodio (Na+). Simultáneamente, los canales de potasio (K+) se cierran y las bombas de Na+/K+ se paralizan temporalmente. Esto permite que los iones Na+ fluyan masivamente hacia el interior de la célula, impulsados por el fuerte gradiente electroquímico a través de la membrana plasmática. Si este influjo de sodio no alcanza el umbral necesario, no se genera ningún potencial de acción, siguiendo la ley del todo o nada. La membrana se despolariza hasta alcanzar aproximadamente +30 mV.
Fase de Repolarización: Una vez que la membrana alcanza su máximo de despolarización, la permeabilidad al sodio disminuye progresivamente a medida que los canales de Na+ se cierran. En este punto, se abren los canales de potasio (K+). Los iones K+ fluyen hacia el exterior de la célula, y en aproximadamente 2 milisegundos, el potencial de membrana recupera un valor negativo, alcanzando alrededor de -75 mV, que es el valor de equilibrio para los iones K+ en condiciones celulares.
Restablecimiento del Potencial de Reposo: En unos pocos milisegundos más, el potencial de reposo se restablece por completo gracias a la acción de las bombas de Na+/K+. Estas bombas transportan activamente tres iones de sodio (Na+) fuera de la célula por cada dos iones de potasio (K+) que introducen, un proceso que requiere gasto de energía en forma de ATP.

Propagación del Impulso Nervioso

La despolarización ocurre inicialmente en un punto específico de la membrana neuronal y es un fenómeno de muy corta duración. Antes de que la repolarización se complete en esa zona, se induce la despolarización de las regiones adyacentes de la membrana. Este ciclo de despolarización y repolarización se transmite de un punto a otro a lo largo de toda la neurona, constituyendo así el impulso nervioso.

Períodos Refractarios

Durante la generación y propagación del potencial de acción, existen dos períodos refractarios importantes:

Período Refractario Absoluto: Es el lapso de tiempo inmediatamente posterior a un potencial de acción durante el cual la neurona es incapaz de generar otra respuesta, sin importar la intensidad del estímulo aplicado.
Período Refractario Relativo: Sigue al período absoluto. Durante este tiempo, la neurona puede generar un nuevo potencial de acción, pero solo si se le aplica un estímulo de intensidad superior al umbral de excitación normal de la célula.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el potencial de acción?

Es un evento eléctrico que ocurre en las neuronas y que también se conoce como impulso nervioso. Se desencadena cuando el potencial de membrana supera un umbral crítico, como respuesta a un estímulo.

¿Qué es el periodo refractario absoluto?

Es el lapso inmediatamente posterior a un potencial de acción, en el que la neurona no puede generar otra respuesta, sin importar la intensidad del estímulo.

¿Qué papel tienen las bombas Na+/K+?

Restablecen por completo el potencial de reposo. Transportan tres iones de sodio fuera de la célula por cada dos iones de potasio que introducen, y requieren energía en forma de ATP.