Neurofisiología y Bioelectricidad

Introducción

• Finales del siglo XVIII: Primeros estudios sobre bioelectricidad, dando origen a la neurofisiología.
• Aloisius Galvani: Investigó las contracciones de las ancas de rana por efecto de la electricidad.
• Dedujo que el cerebro genera electricidad para la contracción muscular voluntaria, y que los nervios transmiten esta energía al músculo.

Células excitables

• Axón gigante de calamar: Modelo experimental para investigar el impulso nervioso (década de 1950).
• Se han realizado experimentos similares en neuronas y fibras musculares de mamíferos.
• Todas las células tienen potencial eléctrico.

Potencial de membrana

• La membrana plasmática tiene permeabilidad selectiva.
• La bomba Na+/K+ actúa.
• Moléculas cargadas negativamente dentro de la célula.

Distribución de iones a través de la membrana

• La membrana mantiene moléculas orgánicas con carga negativa.
• La difusión limitada de iones inorgánicos (iones difusibles).
• Los iones más importantes son sodio, potasio y cloruro, mantenidos en concentraciones constantes mediante bombas.
• Existen canales de entrada para los iones.

Potencial de acción

• Es un cambio brusco y transitorio en el potencial de membrana de la neurona estimulada.
• La neurona se despolariza (carga positiva) y luego se repolariza (carga negativa).
• Aumenta la permeabilidad a Na+, y luego a K+, para restablecer el potencial de reposo.
• Se produce o no, (ley de todo o nada)

Propagación del potencial de acción

• El potencial se propaga en una sola dirección, ya que los canales de Na+ de la zona inicial de despolarización están inactivados.
• La velocidad y forma de conducción depende del diámetro y la presencia de mielina.

Conducción saltatoria del potencial de acción

• El recubrimiento de mielina acelera la conducción del potencial de acción, saltando de nódulo a nódulo de Ranvier.
• La conducción saltatoria es mucho más rápida que la conducción electrotónica en fibras amielínicas.
• La conducción saltatoria permite una mayor velocidad y un menor gasto energético.

Factores que condicionan la velocidad de conducción.

• Edad
• Temperatura
• Presencia o ausencia de mielina
• Diámetro de la fibra.

Sinapsis

• Zona especializada de contacto entre neuronas donde se transmite la información,
• Sinapsis eléctricas: Corriente fluye directamente entre citoplasmas.
• Sinapsis químicas: Liberación de un neurotransmisor (NT).

Liberación del neurotransmisor

• El potencial de acción llega a la terminación presináptica.
• Se abren canales de calcio voltaje dependientes.
• El aumento de calcio inicia la fusión de vesículas sinápticas con la membrana presináptica (exocitosis)
• NT se difunde por la hendidura sináptica y se une a receptores en la membrana postsináptica.
• Puede ser excitatorio o inhibitorio, dependiendo del receptor.

Potenciales Postsinápticos (PIPS y PEPS)

• Potencial excitatorio postsináptico (PEPS): Despolarización.
• Potencial inhibitorio postsináptico (PIPS): Hiperpolarización.

Clasificación de los neurotransmisores

• Diversos tipos de neurotransmisores, incluyendo aminas biógenas, aminoácidos, etc., que se clasifican por su estructura química.