IMPULS NERVIÓS: CARACTERÍSTIQUES, ETAPES, FUNCIONS - BIOLOGIA - 2025

L' impuls nerviós és una sèrie de potencials d'acció (PA) que ocorren al llarg de l'axó i altres cèl·lules elèctricament excitables (musculars i glandulars). En principi, ocorre quan es transmet un missatge d'una neurona a una altra, o d'una neurona a un òrgan efector causa de que es rep un estímul extern o intern.

El missatge fonamentalment és un senyal elèctric que es genera en les dendrites o el cos de la neurona i viatja fins a l'extrem de l'axó on el senyal és transmesa. Dit potencial d'acció és la senyal elèctric primària generada per les cèl·lules nervioses, les neurones, i és originada per canvis en la permeabilitat de la membrana a ions específics.

Font: pixabay.com

La cinètica i la dependència de voltatge de les permeabilitats a certs ions brinden una explicació completa de la generació de l'potencial d'acció.

Característiques

El potencial d'acció és llavors un fenomen de caràcter explosiu que es propagarà sense decrement al llarg de les fibres nervioses. L'axó condueix el PA des del seu punt d'origen, que és la zona d'iniciació de l'espiga (prop de el con axonal de la neurona), fins als terminals axónicos.

Les neurones per tant són cèl·lules especialitzades en la recepció d'estímuls i transmissió de l'impuls. Les respostes elèctriques actives de les neurones i d'altres cèl·lules excitables depenen de la presència de proteïnes especialitzades, conegudes com a canals iònics dependents de voltatge, en la membrana cel·lular.

Perquè l'impuls nerviós es generi, necessàriament ha d'ocórrer un canvi en la membrana de la neurona, la qual s'estén al llarg de tot l'axó. La diferència electroquímica existent entre el citoplasma cel·lular i el medi extracel·lular permet que es produeixi una diferència de potencial a banda i banda de la membrana.

Si mesurem aquesta diferència de potencial electroquímic dins i fora de la membrana observaríem una diferència de -70mV aproximadament. En aquest sentit, el costat intern de la membrana de la neurona és negatiu pel que fa a el costat extern quan no hi ha cap estímul.

Canals iònics i la seva importància

Els canals iònics dependents de voltatge permeten als ions moure a través de la membrana com a resposta a canvis en el camp elèctric de la membrana. Són diversos els tipus de canals iònics existents a la neurona cadascun dels quals permetrà el pas d'una espècie iònica concreta.

Aquests canals no estan distribuïts uniformement en la membrana. No obstant això en la membrana axonal podem trobar canals per al Na + i per al K + d'acció ràpida, mentre que en el terminal axonal trobem canals de Ca +.

Els canals de K + són responsables de mantenir l'estat de repòs de les cèl·lules elèctricament excitables quan no hi ha estímuls que desencadenin 1 PA, fenomen que s'anomena canvis passius en el potencial de membrana.

Mentre que els canals de Na + reaccionen de manera ràpida intervenint en la despolarització de la membrana quan es genera un PA o canvi actiu en el potencial de membrana.

D'altra banda, els canals de Ca + encara s'obren més lentament durant la despolarització tenen el paper fonamental de propagar els senyals elèctrics i desencadenar l'alliberament de senyals neurotransmissores en les sinapsis

Bioelements que participen en l'excitabilitat de la neurona

L'impuls ocorre a causa de l'asimetria en la concentració de bioelements i biomolècules entre el citoplasma i el medi extracel·lular. Els ions més importants que participen en l'excitabilitat de la neurona són Na +, K +, Ca2 + i Cl-.

Existeixen a més alguns anions orgànics i proteïnes que es localitzen únicament en el líquid intracel·lular i no poden sortir d'aquest ja que la membrana plasmàtica és impermeable a aquests components.

Fora de la cèl·lula hi ha una major concentració de ions com el Na + (10 vegades més) i Cl- i dins fins a 30 vegades més K + i una gran quantitat d'anions orgànics (proteïnes) que generen que el citoplasma tingui una càrrega negativa.

En el moment en que els canals de Na + i K + sensibles a l'voltatge estan oberts, els canvis de voltatge es transmetran a zones adjacents a la membrana i indueixen l'obertura de components sensibles a l'voltatge en aquestes zones i la transmissió de l'canvi de voltatge a altres sectors més allunyats.

Després de el tancament dels canals de Na + i K + les comportes s'inactiven durant un breu període el que significa que l'impuls no pot retrocedir.

Dependències de l'potencial d'acció

La producció de l'potencial d'acció depèn llavors de tres elements essencials:

En primer lloc, el transport actiu d'ions per proteïnes de membrana específiques. Aquest genera concentracions desiguals d'una espècie iònica o diverses a banda i banda de la mateixa.

En segon lloc, la distribució desigual dels ions genera un gradient electroquímic a través de la membrana que genera una font d'energia potencial.

Finalment, els canals iònics de comporta, selectius a espècies iòniques concretes, permeten que els corrents iòniques flueixin impulsades per gradients electroquímics a través d'aquests canals que travessen la membrana.

etapes

Potencial de repòs

Quan no s'està transmetent un potencial d'acció la membrana de la neurona es troba en repòs. En aquesta instància el líquid intracel·lular (citoplasma) i el líquid extracel·lular contenen diferents concentracions d'ions inorgànics.

Això dóna com a resultat que la capa externa de la membrana tingui una càrrega positiva mentre que la interna té una càrrega negativa, el que significa que la membrana en repòs aquesta "polaritzada". Aquest potencial de repòs té un valor de -70mv, és a dir, el potencial dins de la cèl·lula és 70 mV més negatiu que el potencial extracel·lular.

En la cèl·lula existeix normalment entrada de Na + i sortida de K + per efecte de el gradient de concentració (transport actiu). Com que hi ha més Na + fora de la cèl·lula aquest tendeix a introduir-se i com hi ha més K + dins de la cèl·lula aquest tendeix a sortir per igualar la seva concentració en ambdós costats de la membrana.

La diferent concentració iònica es manté per l'acció d'una proteïna de membrana anomenada "bomba de sodi i potassi". Per conservar la diferència de potencial la bomba de Na + i K + treu de la cèl·lula 3 ions de Na + per cada dos de K + que introdueix.

Formació de l'impuls nerviós

Quan es presenta un estímul a l'àrea receptora de la membrana neuronal, es produeix un potencial generador el qual augmenta a la membrana la permeabilitat a l'Na +.

Si aquest potencial supera el llindar d'excitabilitat que és de -65 a -55 mV es genera un impuls nerviós i el Na + s'introdueix tan ràpid que fins i tot s'inactiva la bomba de Na + i K +.

L'entrada massiva de Na + que té càrrega positiva fa que s'inverteixin les càrregues elèctriques abans esmentades. Aquest fenomen es coneix com despolarització de la membrana. Aquest últim, s'atura en al voltant de + 40mv.

A l'arribar al llindar sempre es genera un PA estàndard, ja que no hi ha impulsos nerviosos grans o petits, en conseqüència tots els potencials d'acció són iguals. Si no s'arriba al llindar res passa, la qual cosa es coneix com a principi del "tot o res".

El PA és molt breu dura de 2 a 5 mil·lisegons. L'augment en la permeabilitat de la membrana a el Na + cessa ràpidament perquè els canals de Na + s'inactiven i augmenta la permeabilitat als ions de K que flueixen des del citoplasma restablint el potencial de repòs.

Desplaçament de l'impuls

L'impuls no roman en la membrana neuronal on es genera com a conseqüència d'un potencial generador, sinó que es desplaça a través de la membrana al llarg de la neurona fins a arribar a l'extrem de l'axó.

La transmissió de l'impuls consisteix en el seu desplaçament en la forma d'ones elèctriques al llarg de la fibra nerviosa. Una vegada que arriba als peus terminals de l'axó ha de creuar una sinapsi la qual cosa es realitza per mitjà de neurotransmissors químics.

El PA es desplaça al llarg de la fibra nerviosa de manera contínua, si aquesta no posseeix mielina, però, si la posseeix, les capes de mielina aïllen la membrana de la fibra nerviosa en tota la seva superfície excepte en els nòduls de Ranvier. El PA en aquesta situació, avança en salts d'un nòdul a el següent, el que es coneix com conducció saltatòria.

Aquest tipus de transmissió estalvia molta energia i augmenta la velocitat de l'impuls i transmissió de la informació ja que la despolarització passa només en els nòduls de Ranvier. S'ha registrat velocitats de fins a 120 m / seg, mentre que aquelles fibres no recobertes per mielina la velocitat aproximada són de 0,5 m / seg.

transmissió sinàptica

El flux de l'impuls nerviós va de l'extrem aferent de la neurona que comprèn el cos i les dendrites fins a l'extrem eferent format per l'axó i les seves ramificacions col·laterals. S'inclouen aquí les terminacions axónicas en els extrems es troben els peus terminals o botons sinàptics.

La zona de contacte entre una neurona i una altra o bé entre una neurona i una cèl·lula muscular o glandular s'anomena sinapsis. Per a la ocurrència de la sinapsis, els neurotransmissors tenen un paper fonamental perquè el missatge transmès tingui continuïtat sobre les fibres nervioses.

Comportament cíclic de l'impuls

En essència un potencial d'acció és un canvi en la polaritat de la membrana de negatiu a positiu i de tornada a l'negatiu en un cicle que dura de 2 a 5 mil·lisegons.

Cada cicle comprèn una fase ascendent de despolarització, una fase descendent d'repolarització i una fase subdescendente crida hiperpolarització a xifres per sota de -70 mv.

funcions

L'impuls nerviós és un missatge electroquímic. És un missatge perquè hi ha un destinario i un remitent i és electroquímic ja que hi ha un component elèctric i un component químic.

Mitjançant l'impuls nerviós (potencial d'acció), les neurones transporten informació ràpidament i amb exactitud per coordinar les accions de tot el cos d'un organisme.

Els PA, són responsables de cada record, sensació, pensament i resposta motora. Això en la majoria dels casos ocorre a grans distàncies per controlar les respostes efectores que inclouen obertura de canals iònics, la contracció muscular i la exocitosi.

referències

1. Alcaraz, VM (2000). Estructura i funció de el sistema nerviós: recepció sensorial i estats de l'organisme. UNAM.
2. Bacq, ZM (2013). Chemical transmission of nerve impulsos: a historical sketch. Elsevier.
3. Brown, AG (2012). Nerve cells and nervous systems: an introduction to neuroscience. Springer Science & Business Mitjana.
4. Kolb, B., & Whishaw, IQ (2006). Neuropsicologia humana. Ed. Mèdica Panamericana.
5. McComas, A. (2011). Galvani 's spark: the story of the nerve impulsi. Oxford University Press.
6. Morris, CG, & Maisto, AA (2005). Introducció a la Psicologia. Pearson Educació.
7. Randall, D., Burggren, W., & French, K. (2002). Eckert. Fisiologia animal: Mecanismes i Adaptacions. Quarta Edició. McGraw-Hill Interamericana, Espanya.
8. Toole, G., & Toole, S. (2004). Essential AS Biology for OCR. Nelson Thornes.