Resumen de Impulso Nervioso y Potencial de Acción

## Introducción El **potencial de acción neuronal** es el proceso por el cual una neurona transmite una señal eléctrica a lo largo de su axón. Esta señal depende del movimiento ordenado de iones cargados a través de la membrana neuronal y permite la comunicación rápida entre células nerviosas y entre nervios y músculos. > **Definición:** El potencial de acción es un cambio rápido y transitorio del potencial de membrana de una neurona causado por la entrada y salida de iones, que permite la transmisión de señales eléctricas. ## Componentes básicos y conceptos previos - **Membrana plasmática:** Actúa como barrera selectiva. Tiene canales iónicos y bombas que regulan concentraciones iónicas. - **Iones principales:** $\mathrm{Na^+}$, $\mathrm{K^+}$ y $\mathrm{Ca^{2+}}$ participan en los cambios de potencial. - **Potencial de reposo:** Estado estable de la neurona con carga negativa en el interior; típicamente alrededor de $-70\ \mathrm{mV}$. - **Umbral de excitación:** Valor de potencial al cual se dispara el potencial de acción; en muchas neuronas es cerca de $-55\ \mathrm{mV}$. > **Definición:** Potencial de reposo es el valor del potencial de membrana en reposo; está determinado por la distribución iónica y la permeabilidad selectiva. ## Etapas del potencial de acción (desglosadas) 1. Potencial de reposo - La membrana presenta un potencial negativo interior, p. ej. $-70\ \mathrm{mV}$. - Canales de Na+ y K+ están cerrados en su mayoría; la bomba Na+/K+ mantiene gradientes usando ATP. 2. Despolarización - Estímulo provoca apertura de canales de $\mathrm{Na^+}$ dependientes de voltaje. - Entra $\mathrm{Na^+}$ y el interior se vuelve menos negativo y puede superar el umbral. - Cuando la membrana alcanza el umbral (por ejemplo $-55\ \mathrm{mV}$), se abre más canales de $\mathrm{Na^+}$ generando una fase ascendente. 3. Repolarización - Después del pico, los canales de $\mathrm{Na^+}$ se inactivan y se abren canales de $\mathrm{K^+}$ dependientes de voltaje. - Sale $\mathrm{K^+}$, devolviendo el potencial hacia valores negativos. 4. Hiperpolarización (también llamada pospotencial) - Salida excesiva de $\mathrm{K^+}$ puede llevar la membrana a un valor más negativo que el reposo, p. ej. cerca de $-80\ \mathrm{mV}$. - Finalmente, la bomba Na+/K+ y canales restauran el potencial de reposo. > **Definición:** Hiperpolarización es el estado temporal en que el potencial de membrana es más negativo que el potencial de reposo. ## Resumen numérico (valores de ejemplo) - Potencial de reposo: $-70\ \mathrm{mV}$ - Umbral aproximado: $-55\ \mathrm{mV}$ - Pico (valor positivo relativo al exterior): puede acercarse a +35\ \mathrm{mV} - Hiperpolarización: alrededor de $-80\ \mathrm{mV}$ | Etapa | Dirección del flujo iónico | Cambio de potencial típico | | --- | --- | --- | | Reposo | Gradientes mantenidos por bomba Na+/K+ | $-70\ \mathrm{mV}$ | | Despolarización | Entrada de $\mathrm{Na^+}$ | De negativo a menos negativo/pico (ej. $+35\ \mathrm{mV}$) | | Repolarización | Salida de $\mathrm{K^+}$ | Regresa hacia valores negativos | | Hiperpolarización | Exceso de salida de $\mathrm{K^+}$ y actividad de bombas | $-80\ \mathrm{mV}$ (temporal) | ## Mecanismos energéticos - La **bomba Na+/K+** requiere ATP y mantiene las concentraciones: transporta $3\ \mathrm{Na^+}$ hacia afuera y $2\ \mathrm{K^+}$ hacia adentro por cada ATP consumido. > **Definición:** La bomba Na+/K+ es una ATPasa de membrana que mantiene gradientes iónicos esenciales para la excitabilidad neuronal. ## Ejemplos prácticos y aplicaciones - Señalización sensorial: neuronas aferentes convierten estímulos (térmicos, táctiles) en trenes de potenciales de acción que viajan hasta el sistema nervioso central. - Contracción muscular: motoneuronas liberan neurotransmisores tras potenciales de acción para desencadenar contracción en fibras musculares. - Fármacos y toxinas: anestésicos locales bloquean canales de $\mathrm{Na^+}$ y evitan la despolarización, s