Impulso nervioso

Conoce cómo se lleva a cabo el fenómeno eléctrico conocido como impulso nervioso a nivel neuronal, que permite las respuestas de los organismos.


Todas las membranas de las células del cuerpo poseen un potencial eléctrico llamado potencial de membrana, y en el organismo, tanto las células nerviosas como las musculares son capaces de transformar este potencial en un impulso nervioso. El fenómeno eléctrico que tiene lugar en las membranas de las células se sustenta en diferencias iónicas (como el sodio Na+ y potasio K+) entre el interior y exterior de las células; en los seres humanos el valor de este potencial de membrana oscila entre valores cercanos a los -90 milivolts (mV) para células nerviosas en reposo. Cuando una célula nerviosa se encuentra en reposo (no estimulada), su membrana plasmática se encuentra cargada negativamente (-90 mV) y tanto el interior como el exterior celular se encuentran más positivo respecto a la membrana. Se dice que la membrana de la célula nerviosa en reposo es más electronegativa que su entorno e interior celular. Cuando se estimula una sección de la membrana plasmática de la célula nerviosa, se produce la activación de un complejo proteico inserto esta llamada bomba de sodio/potasio (Na+/K+), la cual provoca un cambio en la permeabilidad de la membrana plasmática para estos iones, permitiendo la salida desde la célula de 3 iones Na+, y el ingreso a esta de 2 iones K+. En síntesis, la estimulación de la membrana plasmática de las células nerviosas provoca disminución de la electronegatividad de la célula nerviosa respecto a su entorno, ya que “salen más cargas negativas de las que entran”. Aún más simple, el interior de las células nerviosas “se hace más negativo en comparación con el exterior”, luego de la estimulación de la membrana plasmática. Este movimiento iónico a través de la bomba Na+/K+ requiere gasto de energía (ATP). Cuando ocurre la activación de la bomba Na+/K+ luego de la estimulación, comienza una activación en cascada a lo largo de toda la membrana de ésta, cambiando la permeabilidad de la membrana de la célula nerviosa y su electronegatividad. La propagación de este fenómeno recibe el nombre de potencial de acción.

Potencial de acción

El potencial de acción en una célula nerviosa es la base molecular y electroquímica del impulso nervioso a escala global, encargado de las respuestas motoras en un organismo. De manera general, un potencial de acción constará de las siguientes fases:

  • Fase de reposo: la célula excitable (neurona y/o célula muscular) no ha sido estimulada y la permeabilidad de su membrana es normal. Se habla de un estado “polarizado” ya que la electronegatividad de la membrana plasmática bordea los -90 mV.
  • Fase de despolarización: al recibir un estímulo, se comienzan a activar las bombas Na+/K+ presentes en la membrana de la célula excitable. Esta activación debe pasar un valor umbral, de no ser así, el inicio y propagación del potencial de acción no se lleva a cabo. Cuando se pasa el umbral, gran cantidad de iones K+ ingresan a la célula y una cantidad mayor de iones Na+ salen de la misma, disminuyendo de manera global la electronegatividad al interior de la célula alcanzando valores cercanos a los +35 mV en estados de sobreexcitación (el común son valores que bordean los 0 mV).
  • Fase de repolarización: cuando se ha producido el aumento masivo de permeabilidad al Na+ en la célula excitable, los canales para este ion comienzan a cerrarse, permitiendo el ingreso de K+ a la célula y restaurando su electronegatividad inicial al estado de reposo.
  • Fase de hiperpolarización: en algunas ocasiones ingresa mayor cantidad de K+ a la célula, provocando que estas posean momentáneamente valores de electronegatividad inferiores a los -90 mV. Esta situación es momentánea y rápidamente se restaura el valor de reposo.

Propagación del potencial de acción (impulso nervioso).

Cuando se produce la activación de 1 bomba Na+/K+, está activa todas las bombas aledañas y estas a su vez, provocando un fenómeno es cascada. Si se activa una bomba Na+/K+ al centro de un axón (fibra nerviosa), esta propagación se dará en ambas direcciones de la fibra, por lo que se dice que el impulso nervioso es bidireccional. Se sabe que algunas regiones de las fibras nerviosas presentan aislantes denominados vainas de mielina, los cuales no son susceptibles a la activación de la bomba Na+/K+, por lo que el impulso nervioso “se salta” estas regiones, propagándose solo en las zonas no aisladas (nodos de Ranvier); por ello se dice que el impulso nervioso es saltatorio. Finalmente, para que el impulso nervioso logre propagarse por toda la neurona, debe poseer condiciones óptimas de propagación a lo largo de toda la fibra, o si no, no lo hace, dando lugar al Principio del Todo o Nada.