Mecanismo del Potencial de Acción Neuronal

Potencial de Acción Eléctrico (Nervioso)

El Potencial de Acción (P.A.) se produce gracias a un círculo vicioso de retroalimentación positiva que abre canales de sodio dependientes de voltaje. Cuando entra sodio a la célula, se eleva el potencial de membrana, y este voltaje, ahora más positivo, provoca la apertura de más canales de sodio dependientes de voltaje, lo cual permite la entrada de más sodio y la elevación todavía mayor del potencial de membrana.

Este círculo vicioso termina cuando todos los canales dependientes de voltaje están abiertos. El canal de sodio se caracteriza por tener 2 compuertas: una a nivel de la membrana y otra en el interior del citoplasma. Ante un cambio de voltaje, se produce un movimiento en ambas compuertas. Hay un momento en que las 2 compuertas permiten la entrada de Na+. La retroalimentación positiva termina cuando la compuerta interna cierra el canal. Necesita volver a su estado inicial para participar en el P.A.

Para que este se inicie, es necesario que la despolarización que se ha iniciado llegue como mínimo a los -55 mV, voltaje que se denomina umbral. La zona gatillo (primera porción del axón) juega un papel importante en el inicio del P.A., ya que es una zona rica en canales de sodio dependientes de voltaje.

Fases del Potencial de Acción

Fase 0: Reposo

El potencial de membrana está en reposo, a -70 mV. Este potencial se mantiene gracias a la bomba sodio-potasio. Llega un estímulo que va a provocar la apertura de los canales dependientes de voltaje de sodio (rápidos) y potasio (lentos).

Fase 1: Potencial Graduado (Despolarización hasta Umbral)

El potencial graduado despolariza la membrana hasta alcanzar el umbral.

Fase 2: Despolarización Rápida

Empiezan a abrirse los canales de sodio dependientes de voltaje. El sodio entra, generando que la membrana se torne menos negativa (más positiva). Si esta despolarización llega al umbral en la zona gatillo (-55 mV), se abrirá una gran cantidad de canales de sodio dependientes de voltaje y la despolarización alcanzará un valor de aproximadamente +20 mV.

Fase 3: Repolarización

Una diezmilesima de segundo después de que la membrana se haga permeable al sodio, los canales de sodio se inactivan. Los canales de potasio dependientes de voltaje ya están abiertos, provocando la salida de potasio al exterior y haciendo que el potencial de membrana caiga hasta -70 mV.

Fase 4: Hiperpolarización

Los canales de potasio dependientes de voltaje se cierran lentamente, lo que provoca que sigan abandonando la célula y, por lo tanto, el potencial de membrana se torne más negativo (-90 mV) que el potencial de reposo.

Retorno al Reposo

Los canales de potasio ya están cerrados y se vuelve a alcanzar el potencial de reposo gracias a la actuación de las bombas sodio-potasio.

Propagación del Potencial de Acción

Una vez que la despolarización alcanza el umbral, se desencadena el P.A. y se propaga por todo el axón, hasta el terminal axónico. Para que se produzca la conducción de un impulso eléctrico, el área siguiente de la membrana debe despolarizarse.

Periodos Refractarios

Periodo Refractario Absoluto

Durante este periodo, no se puede volver a disparar un segundo P.A. El tiempo requerido para que los canales de sodio dependientes de voltaje pasen a su estado de reposo es de aproximadamente 2 ms.

Periodo Refractario Relativo

Es un periodo en el cual, si la fibra recibe un potencial escalonado despolarizante más intenso que el primero, se produce un P.A., aunque este será más pequeño de lo normal, ya que los canales de K+ todavía están abiertos.