Explicación del mecanismo de la actividad neuronal‏

Las neuronas inactivas mantienen una diferencia eléctrica constante o potencial de acción a través de las membranas celulares. El potencial eléctrico de la membrana neuronal almacena energía. Estepotencial llamado de reposo, siempre es negativo en el interior de la célula y oscila de - 40 a 90 milivoltios. Si la neurona se estimula, el potencial negativo en el interior de la neurona puede alterarse. Si el potencila se hace lo suficiente menos negativo, llega a un nivel llamado umbral ( casi 15 milivoltios menos negativo que el potencial de reposo ), en el cual se desencadena un potencial de acción. El punto de desencadenamiento está cerca de la unión del cuerpo celular y el axón.Durante el potencial, la neurona de pronto de pronto se vuelve positiva en el interior, de 20 a 50 milivoltios. El potencial de acción dura unos cuantos milisegundos, antes de que la célula restablezca su potencialde reposo negativo. Transporte por las membranas: Transporte pasivo: movimiento de substancias por una membrana , que va hacia un gradiente de concentración. No requiere de gasto de energía por parte de la célula. Ejemplos: Difusión simple: difusión de agua, gases o moléculas liposolubles a través de una membrana. Difusión facilitada: difusión de moléculas a través de una membrana , con participación de las proteínas de membrana. Ósmosis: difusión de agua a través de una membrana con permeabilidad diferencial, esto es. una membrana que es más permeable al agua que a los solutos disueltos. Transporte que requiere energía: Movimiento de substancia a través de una membrana , en contra de un gradiente de concentración, utilizando energía celular.

Ejemplos: Transporte activo: movimiento de pequeñas moléculas o iones a través de proteínas de membranas que se mueven, utilizando energía celular ATP. Endocitosis: Movimiento de particulas grandes, dentro de una célula mediante un proceso en el cual la membrana plamática engloba el material extracelular, formando sacos rodeados por membranas que entran al citoplasma. Exostosis: movimiento de material hacia afuera de una célula mediante el empaquetamiento del material en un saco membranoso que se mueve hacia la superficie celular, el cual se fusiona con la membrana y se abre hacia el exterior, permitiendo que su contenido se difunda hacia afuera. La membrana celular de una neurona contiene citoplasma con diversos iones disueltos en el mismo. La neurona misma está inmersa en una solución salina, el líquido extracelular. Los iones de potasio con carga positiva ( K+) y grandes moléculas orgánicas con carga negativa, como las proteínas. Por fuera el líquido extracelular contiene más iones de sodio cargados positivamente( Na +) y iones de cloro cargados negativamente( Cl -). Estas diferencias de concentraciones se mantienen por transporte activo utilizando una proteína de membrana especializada llamada bomba de sodio - potasio. Debido a que las partículas con carga no pueden pasar por los lípidos, deben viajar por las proteínas en forma de túnel, o canales, que se localizan en toda la membrana. En una neurona no estimulada, solo los iones de potasio pueden cruzar por la menbrana. viajan por proteínas específicas llamadas canales de potasio. Aunque los canales de sodio también están presentes, en las neuronas no estimuladas permanecen cerrados. Solo los iones de potasio pueden cruzar las membranas, y éstos están en una concentración más elevada en el interior de la célula , de manera qué tienden a difundirse hacia afuera de la misma.Gran cantidad de iones orgánicos con carga negativa se quedan en el interior. Conforme más iones de potasio con carga positiva salen, el interior de la célula se hace cada vez más negativo. Pero debido a que cargas opuestas se atraen entre sí, conforme los iones de potasio se difunden el exterior se

desarrolla una fuerza eléctrica que tiende a jalarlos nuevamente hacia adentro. La difusión de los iones de sodio hacia afuera de la neurona debida a diferencias de concentraciones será balanceada mediante la tracción electrica que tiende a jalarlos de nuevo hacia el interior . En este punto, no hay más movimento neto de los iones de potasio, y la célula alcanza un potencial de reposo estable. Un potencial de reposo se basa en el balance entre los gradientes eléctricos y químicos , mantenido por transporte activo y una membrana permeable diferencial. El potencial de reposo es de menos 60 milivoltios negativos, cuando la célula es estimulada para alcanzar el umbral mediante un potencial postsinaptico, los canales de membranas permeables al sodio se abren y el sodio entra en la célula por difusión y mediante atracción eléctrica, el interior de la célula adquiere una carga positiva. Inmediatamente después, otros canales de membranas permeables al potasio se abren y el potasio sale, acarreando mediante difusión y repulsión eléctrica desde el interior ahora positvo de la célula, hasta que el potencial de reposo se restablece. El transporte activo de moléculas en la membrana llamado la bomba de sodio-potasio, bombea continuamente sodio hacia afuera y potasio hacia adentro, manteniendo el gradiente iónico.