El voltaje de la membrana es la diferencia de cargas entre la cara interna y la cara externa
de la membrana plasmática. Esto se da gracias a los canales pasivos.
Un canal pasivo permite el paso de un ion específico, permitiendo su movimiento por
diferencia de concentración, es decir, se mueve desde donde hay mayor concentración
hacia donde hay en menor cantidad. Siempre se encuentra abierto y este genera un voltaje
en la membrana, el cual es medible.
La neurona se encuentra en un equilibrio de concentraciones, tanto en su interior como en
su exterior, es por ello que para que se genere esta diferencia de concentraciones para
generar voltaje, se necesita de la bomba NaK ATPasa, la cual se encarga de mover sodio
fuera de la neurona y potasio dentro de ella. Ya que la bomba mueve iones en contra de su
gradiente de concentración, se necesita de ATP para generar este movimiento, siendo
denominado como transporte activo primario.
Potencial de equilibrio: Es el efecto de solo un ion sobre el potencial (voltaje) de la
membrana. Se calcula con la ecuación de NERNST.
Potencial de equilibrio para el K+: La bomba NaK ATPasa ingresa K+ a la célula, debido
al gradiente químico el potasio sale por canales pasivos, haciendo que este cargue de
manera positiva la cara externa y la interna de manera negativa. El voltaje se mide en la
cara interna de la membrana plasmática, y en este caso el valor es cerca de los -90 mV.
Potencial de equilibrio para el Na+: La bomba NaK ATPasa expulsa Na+ de la célula,
debido al gradiente químico el sodio entra por canales pasivos, haciendo que este cargue
de manera positiva la cara interna y la externa de manera negativa. El voltaje se mide en la
cara interna de la membrana plasmática, y en este caso el valor es cerca de los +55 mV.
Potencial de membrana en reposo: Las membranas son permeables a varios iones, es
por ello que se calcula utilizando la ecuación de GOLDMAN, el cual le da importancia a
cada uno de estos y está dado por la permeabilidad de K+, Na+ y Cl-.
1
,Las neuronas en reposo tienen un voltaje en su membrana llamado potencial de membrana
en reposo. La bomba NaK ATPasa acumula iones de K+ a nivel intracelular y de Na+ a nivel
extracelular, sin embargo la cantidad de cargas positivas y negativas dentro y fuera de la
célula siguen siendo iguales. Esta se encuentra en electroneutralidad y por lo tanto gracias
a la bomba se tienen muchos más iones de K+ dentro de la célula que fuera, y muchos más
iones de Na+ fuera de la célula que dentro.
El movimiento de estos iones en contra de su gradiente de concentración hace que los
canales pasivos generen voltaje al paso de iones. Si bien existen canales pasivos de tanto
Na+ como de K+, existe una gran diferencia entre sus cantidades, por lo que existe una
mayor cantidad de canales pasivos de K+ en la membrana, permitiendo una mayor
permeabilidad.
Por gradiente el K+ sale de la célula y el Na+ entra a través de sus canales. La salida de
iones de potasio carga de manera positiva la cara externa de la célula y de manera negativa
la cara interna, esto gracias a que las cargas positivas del potasio. El voltaje está dado por
las cargas en la cara interna de la célula y por lo tanto, el voltaje en neuronas es de -70 mV.
COMENTARIO: Si bien el ingreso de Na+ también carga de manera positiva la cara interna
de la célula, como existen muy pocos canales de sodio en comparación del potasio, termina
predominando el movimiento de iones de este último. Es por ello que el valor del potencial
de membrana en reposo es más negativo que el de sodio pero más positivo que el del
potasio.
_________________________________________________________________________
La comunicación entre neuronas se produce a nivel de una unión especializada
denominada sinapsis, donde el axón de una neurona presináptica, influencia la actividad de
la neurona postsináptica.
La mayor parte de las sinapsis se localizan a nivel de las dendritas, y se denomina sinapsis
axo-dendríticas. En menor medida existen sinapsis a nivel del soma, denominadas
sinapsis axo-somáticas y en pocos casos existen sinapsis axo-axónicas.
2
,Si la sinapsis se establece entre la unión de una neurona y el músculo, se denomina unión
neuromuscular.
Sinapsis eléctrica (no es común): Las membranas de las células pre y postsinápticas
están unidas por unión tipo gap. Esta unión deja en su centro un canal, en el cual a través
de él fluyen distintos iones (K+, Na+, Cl-, etc) de una célula a otra. El paso de corriente
(cargas positivas o negativas) fluye hacia la postsináptica despolarizandola (Na+) o
hiperpolarizandola (Cl-).
Sinapsis química (más común): En esta ocurre un potencial de acción en neurona
presináptica, se despolariza la membrana de esta (sube el voltaje) y gracias a esto se abren
canales de calcio (Ca+2). El calcio ingresa masivamente al interior del axón por gradiente
de concentración (hay más calcio fuera de la neurona que dentro), y debido a los altos
niveles de Ca+2 en el interior, se produce la liberación del neurotransmisor.
Las terminales presinápticas contienen vesículas sinápticas llenas del transmisor químico
que pueden liberar su contenido en la hendidura sináptica.
La superficie receptora de la célula postsináptica contiene receptores especializados para
los neurotransmisores químicos que se liberan desde la terminal presináptica.
Los receptores reciben la señales neuroquímicas enviadas por las terminales presinápticas
de muchas otras neuronas. La unión neurotransmisor-receptor estimula la apertura de
canales iónicos (Na+, K+ o Cl-).
Después de que los receptores hayan traducido las señales, estas se integran en el
segmento inicial del axón. Según los resultados de esa integración, en el axón se puede
generar un potencial de acción, el cual se traslada muy rápidamente a las terminales
3
, presinápticas, a fin de inducir la liberación del neurotransmisor químico hacia otra neurona o
célula muscular.
Existe un tipo de sinapsis simétrica, la cual tiene la función de ser una sinapsis inhibitoria.
Las densidades presinápticas y postsinápticas son de similar densidad y esto se debe a que
hay menos receptores en la neurona postsináptica. También existen complejos de
proteínas que generan esta densidad. Las terminales del axón presináptico contienen
vesículas sinápticas ovaladas.
Otro tipo de sinapsis es la asimétrica, la cual tiene la función de ser excitatoria. Las
densidades de la presináptica es mucho menor en comparación con la postsináptica, y esto
se debe a que existen más receptores en la neurona postsináptica. Las terminales del
axón presináptico contienen vesículas sinápticas esféricas.
_________________________________________________________________________
Neurotransmisores y sus receptores:
A mayor entrada de Ca+2 en la neurona presináptica, mayor será la liberación de
neurotransmisores. En general, algunos neurotransmisores se consideran "excitatorios", al
aumentar la propensión de que una neurona dispara un potencial de acción. Otros suelen
considerarse "inhibitorios", al disminuir la propensión de que una neurona dispara un
potencial de acción. Por ejemplo:
● El glutamato es el principal transmisor excitatorio en el sistema nervioso central.
● El GABA es el principal neurotransmisor inhibitorio en el cerebro vertebrado adulto.
Sin embargo, los términos "excitatorio" y "inhibitorio" no son categorías perfectamente
definidas en que las que podemos clasificar los neurotransmisores. Por el contrario, un
neurotransmisor a veces puede tener un efecto excitatorio o un efecto inhibitorio,
dependiendo del contexto, ya que no solo hay un tipo de receptor para cada
neurotransmisor. Si el efecto de un determinado neurotransmisor es excitatorio o inhibitorio
en una sinapsis dada depende de qué receptor o receptores están presentes en la célula
postsináptica, este será el responsable de la respuesta.
Existen dos tipos de receptores: Los ionotrópicos y los metabotrópicos.
Los receptores ionotropos son aquellos en los que el receptor es un canal, generando así
un efecto y repuestos rápidos.
Los receptores metabotropos son aquellos en los que el receptor no es un canal, por lo que
se activa una traducción de una seña, a menudo proteínas G, para activar una serie de
eventos intracelulares utilizando productos químicos de segundo mensajero para activar un
canal cercano.
La acetilcolina (neurotransmisor) tiene dos tipos de receptores; Los nicotínicos (M, G y N)
y los muscarínicos (1, 2, 3, 4 y 5), siendo estos ionotrópicos y metabotrópicos
respectivamente.
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de la membrana plasmática. Esto se da gracias a los canales pasivos.
Un canal pasivo permite el paso de un ion específico, permitiendo su movimiento por
diferencia de concentración, es decir, se mueve desde donde hay mayor concentración
hacia donde hay en menor cantidad. Siempre se encuentra abierto y este genera un voltaje
en la membrana, el cual es medible.
La neurona se encuentra en un equilibrio de concentraciones, tanto en su interior como en
su exterior, es por ello que para que se genere esta diferencia de concentraciones para
generar voltaje, se necesita de la bomba NaK ATPasa, la cual se encarga de mover sodio
fuera de la neurona y potasio dentro de ella. Ya que la bomba mueve iones en contra de su
gradiente de concentración, se necesita de ATP para generar este movimiento, siendo
denominado como transporte activo primario.
Potencial de equilibrio: Es el efecto de solo un ion sobre el potencial (voltaje) de la
membrana. Se calcula con la ecuación de NERNST.
Potencial de equilibrio para el K+: La bomba NaK ATPasa ingresa K+ a la célula, debido
al gradiente químico el potasio sale por canales pasivos, haciendo que este cargue de
manera positiva la cara externa y la interna de manera negativa. El voltaje se mide en la
cara interna de la membrana plasmática, y en este caso el valor es cerca de los -90 mV.
Potencial de equilibrio para el Na+: La bomba NaK ATPasa expulsa Na+ de la célula,
debido al gradiente químico el sodio entra por canales pasivos, haciendo que este cargue
de manera positiva la cara interna y la externa de manera negativa. El voltaje se mide en la
cara interna de la membrana plasmática, y en este caso el valor es cerca de los +55 mV.
Potencial de membrana en reposo: Las membranas son permeables a varios iones, es
por ello que se calcula utilizando la ecuación de GOLDMAN, el cual le da importancia a
cada uno de estos y está dado por la permeabilidad de K+, Na+ y Cl-.
1
,Las neuronas en reposo tienen un voltaje en su membrana llamado potencial de membrana
en reposo. La bomba NaK ATPasa acumula iones de K+ a nivel intracelular y de Na+ a nivel
extracelular, sin embargo la cantidad de cargas positivas y negativas dentro y fuera de la
célula siguen siendo iguales. Esta se encuentra en electroneutralidad y por lo tanto gracias
a la bomba se tienen muchos más iones de K+ dentro de la célula que fuera, y muchos más
iones de Na+ fuera de la célula que dentro.
El movimiento de estos iones en contra de su gradiente de concentración hace que los
canales pasivos generen voltaje al paso de iones. Si bien existen canales pasivos de tanto
Na+ como de K+, existe una gran diferencia entre sus cantidades, por lo que existe una
mayor cantidad de canales pasivos de K+ en la membrana, permitiendo una mayor
permeabilidad.
Por gradiente el K+ sale de la célula y el Na+ entra a través de sus canales. La salida de
iones de potasio carga de manera positiva la cara externa de la célula y de manera negativa
la cara interna, esto gracias a que las cargas positivas del potasio. El voltaje está dado por
las cargas en la cara interna de la célula y por lo tanto, el voltaje en neuronas es de -70 mV.
COMENTARIO: Si bien el ingreso de Na+ también carga de manera positiva la cara interna
de la célula, como existen muy pocos canales de sodio en comparación del potasio, termina
predominando el movimiento de iones de este último. Es por ello que el valor del potencial
de membrana en reposo es más negativo que el de sodio pero más positivo que el del
potasio.
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La comunicación entre neuronas se produce a nivel de una unión especializada
denominada sinapsis, donde el axón de una neurona presináptica, influencia la actividad de
la neurona postsináptica.
La mayor parte de las sinapsis se localizan a nivel de las dendritas, y se denomina sinapsis
axo-dendríticas. En menor medida existen sinapsis a nivel del soma, denominadas
sinapsis axo-somáticas y en pocos casos existen sinapsis axo-axónicas.
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,Si la sinapsis se establece entre la unión de una neurona y el músculo, se denomina unión
neuromuscular.
Sinapsis eléctrica (no es común): Las membranas de las células pre y postsinápticas
están unidas por unión tipo gap. Esta unión deja en su centro un canal, en el cual a través
de él fluyen distintos iones (K+, Na+, Cl-, etc) de una célula a otra. El paso de corriente
(cargas positivas o negativas) fluye hacia la postsináptica despolarizandola (Na+) o
hiperpolarizandola (Cl-).
Sinapsis química (más común): En esta ocurre un potencial de acción en neurona
presináptica, se despolariza la membrana de esta (sube el voltaje) y gracias a esto se abren
canales de calcio (Ca+2). El calcio ingresa masivamente al interior del axón por gradiente
de concentración (hay más calcio fuera de la neurona que dentro), y debido a los altos
niveles de Ca+2 en el interior, se produce la liberación del neurotransmisor.
Las terminales presinápticas contienen vesículas sinápticas llenas del transmisor químico
que pueden liberar su contenido en la hendidura sináptica.
La superficie receptora de la célula postsináptica contiene receptores especializados para
los neurotransmisores químicos que se liberan desde la terminal presináptica.
Los receptores reciben la señales neuroquímicas enviadas por las terminales presinápticas
de muchas otras neuronas. La unión neurotransmisor-receptor estimula la apertura de
canales iónicos (Na+, K+ o Cl-).
Después de que los receptores hayan traducido las señales, estas se integran en el
segmento inicial del axón. Según los resultados de esa integración, en el axón se puede
generar un potencial de acción, el cual se traslada muy rápidamente a las terminales
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, presinápticas, a fin de inducir la liberación del neurotransmisor químico hacia otra neurona o
célula muscular.
Existe un tipo de sinapsis simétrica, la cual tiene la función de ser una sinapsis inhibitoria.
Las densidades presinápticas y postsinápticas son de similar densidad y esto se debe a que
hay menos receptores en la neurona postsináptica. También existen complejos de
proteínas que generan esta densidad. Las terminales del axón presináptico contienen
vesículas sinápticas ovaladas.
Otro tipo de sinapsis es la asimétrica, la cual tiene la función de ser excitatoria. Las
densidades de la presináptica es mucho menor en comparación con la postsináptica, y esto
se debe a que existen más receptores en la neurona postsináptica. Las terminales del
axón presináptico contienen vesículas sinápticas esféricas.
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Neurotransmisores y sus receptores:
A mayor entrada de Ca+2 en la neurona presináptica, mayor será la liberación de
neurotransmisores. En general, algunos neurotransmisores se consideran "excitatorios", al
aumentar la propensión de que una neurona dispara un potencial de acción. Otros suelen
considerarse "inhibitorios", al disminuir la propensión de que una neurona dispara un
potencial de acción. Por ejemplo:
● El glutamato es el principal transmisor excitatorio en el sistema nervioso central.
● El GABA es el principal neurotransmisor inhibitorio en el cerebro vertebrado adulto.
Sin embargo, los términos "excitatorio" y "inhibitorio" no son categorías perfectamente
definidas en que las que podemos clasificar los neurotransmisores. Por el contrario, un
neurotransmisor a veces puede tener un efecto excitatorio o un efecto inhibitorio,
dependiendo del contexto, ya que no solo hay un tipo de receptor para cada
neurotransmisor. Si el efecto de un determinado neurotransmisor es excitatorio o inhibitorio
en una sinapsis dada depende de qué receptor o receptores están presentes en la célula
postsináptica, este será el responsable de la respuesta.
Existen dos tipos de receptores: Los ionotrópicos y los metabotrópicos.
Los receptores ionotropos son aquellos en los que el receptor es un canal, generando así
un efecto y repuestos rápidos.
Los receptores metabotropos son aquellos en los que el receptor no es un canal, por lo que
se activa una traducción de una seña, a menudo proteínas G, para activar una serie de
eventos intracelulares utilizando productos químicos de segundo mensajero para activar un
canal cercano.
La acetilcolina (neurotransmisor) tiene dos tipos de receptores; Los nicotínicos (M, G y N)
y los muscarínicos (1, 2, 3, 4 y 5), siendo estos ionotrópicos y metabotrópicos
respectivamente.
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