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Potenciales de acción
Objetivos de aprendizaje
Al término de esta unidad de estudio, serás capaz de:
- Explicar el papel de los potenciales locales en la iniciación de los potenciales de acción y los cambios iónicos que se producen durante un potencial de acción.
- Interpretar gráficos de potenciales de acción, relacionando la despolarización, repolarización e hiperpolarización con movimientos iónicos.
- Describir la importancia de los períodos refractarios en la regulación de la frecuencia y dirección del potencial de acción.
- Distinguir entre la conducción continua y saltatoria, así como explicar cómo el diámetro del axón y la mielinización afectan la velocidad de conducción.
Mira video
Los potenciales de acción son impulsos eléctricos rápidos que las neuronas utilizan para transmitir información a través de todo el cuerpo. Son eventos de “todo o nada”, lo que significa que el potencial de acción se disparará por completo una vez que el potencial de membrana alcance un umbral (-55 mV).
Los potenciales de acción se inician cuando un estímulo excitatorio genera potenciales locales que despolarizan la membrana de la neurona. Esta despolarización activa la apertura de los canales de sodio activados por el voltaje, permitiendo que los iones Na+ fluyan hacia el interior de la célula, despolarizando aún más la membrana y provocando un pico rápido en el potencial de membrana. Después de alcanzar un pico de alrededor de unos +30 mV, los canales de sodio se inactivan y los canales de potasio activados por el voltaje se abren. Esto permite que los iones K+ salgan de la neurona, causando la repolarización. Los canales iónicos desempeñan un papel crucial en estos pasos al regular el flujo de iones específicos a través de la membrana, garantizando la iniciación y la terminación apropiada del potencial de acción.
Los períodos refractarios, divididos en absolutos y relativos, limitan la frecuencia de los potenciales de acción y previenen que se dirijan en dirección opuesta a lo largo del axón. Durante el período refractario absoluto, la neurona no puede disparar otro potencial de acción debido a la inactivación de los canales de sodio. El período refractario relativo ocurre cuando los canales de potasio permanecen abiertos. En esta fase, es posible generar un nuevo potencial de acción, pero se requiere un estímulo más fuerte para alcanzarlo.
La velocidad de conducción de los potenciales de acción depende del diámetro del axón y de su mielinización. Los axones de diámetros mayores reducen la resistencia al flujo de iones, lo que permite una transmisión más rápida de la señal. La mielinización, que aísla los axones, permite la conducción saltatoria, en la que los potenciales de acción “saltan” entre los espacios en la vaina de mielina, comúnmente conocidos como nódulos de Ranvier, aumentando significativamente la velocidad de conducción. Por el contrario, los axones no mielinizados conducen los impulsos más lentamente por medio de la conducción continua.
Revisa el siguiente video para aprender cómo se generan los potenciales de acción y cómo el diámetro del axón y la mielinización afectan la velocidad de conducción.
Revisa conceptos
Fases del potencial de acción
Un potencial de acción se caracteriza por cinco fases clave. Echa un vistazo más de cerca a cada fase de un potencial de acción, en relación con el movimiento de iones.
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Períodos refractarios
Los períodos refractarios son fases durante las cuales una neurona es incapaz, o es menos probable, de generar otro potencial de acción. Aprende más sobre las diferencias entre los periodos refractarios absoluto y relativo.
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Conducción continua y saltatoria
Dependiendo de si el axón está mielinizado o no, existen dos tipos de conducción: la conducción continua y la conducción saltatoria.
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Haz un cuestionario
¿Te gustaría evaluar y profundizar tu nuevo aprendizaje? Ponte a prueba con el siguiente cuestionario:
Resumen
| Visión general de los potenciales de acción |
Definición: cambios rápidos en el potencial de membrana neuronal que transmite señales a lo largo de las neuronas Desencadente: inicia cuando el potencial de membrana alcanza el umbral (-55 mV) debido a estímulos excitatorios Todo o nada: un potencial de acción se disparará por completo si el umbral es alcanzado. De lo contrario, no se disparará en absoluto |
| Canales iónicos involucrados |
Canales de sodio activados por el voltaje: se abren en el umbral, permitiendo que el Na+ ingrese a la neurona, ocasionando despolarización Canales de potasio activados por el voltaje: se abren después de la despolarización, permitiendo que el K+ salga de la neurona, conduciendo a la repolarización Canales de fuga: mantienen el potencial de membrana en reposo al permitir que los iones se difundan pasivamente por sus gradientes de concentración |
| Fases |
Potencial de membrana en reposo: aproximadamente -70 mV, que se mantienen por bombas de sodio-potasio y canales de fuga de iones Despolarización (y sobreexcitación): causada por la entrada de Na+, haciendo que el interior de la neurona sea más positivo Repolarización: la salida de iones de K+ regresa el potencial de membrana a sus niveles de reposo Hiperpolarización: los canales de K+ se cierran lentamente, provocando un breve descenso por debajo del potencial de reposo |
| Períodos refractarios |
Período refractario absoluto: una neurona no puede disparar otro potencial de acción durante este tiempo, sin importar la intensidad del estímulo, debido a que los canales de sodio están inactivados Periodo refractario relativo: un estímulo más fuerte de lo usual puede iniciar otro potencial de acción, pero es más difícil debido a que el potencial de membrana es más negativo |
| Tipos de conducción |
Conducción continua: ocurre en axones no mielinizados, en los que los potenciales de acción se propagan a manera de onda a lo largo del axón Conducción saltatoria: ocurre en axones mielinizados, en donde los potenciales de acción “saltan” entre los nódulos de Ranvier, permitiendo una transmisión de señales más rápida |
| Factores que afectan la velocidad de conducción |
Diámetro del axón: los axones más grandes conducen impulsos más rápido debido a una menor resistencia al flujo de iones Mielinización: aumenta la velocidad de conducción por medio de la conducción saltatoria, haciendo que sea más eficiente energéticamente |
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