Potencial de accion neuronal

Potencial de accion neuronal 2020

Un potencial de acción neuronal es una inversión rápida del potencial de membrana provocada por cambios rápidos en la permeabilidad de la membrana plasmática al Na+ y al K+. VNa y VK son los potenciales de equilibrio para el Na+ y el K+, respectivamente. Véase el texto para más detalles.
Ahora que entendemos los mecanismos responsables de la generación y manipulación del potencial de membrana, podemos abordar la cuestión de cómo las células del sistema nervioso (en particular las neuronas) generan impulsos nerviosos. Los impulsos nerviosos son las señales eléctricas por las que las neuronas se comunican entre sí y también con otras células del cuerpo. El impulso nervioso se denomina potencial de acción. Un potencial de acción es una breve inversión del potencial de membrana (Fig. 1). En reposo, el Vm de una neurona está en torno a -70 mV (cerca de VK), pero durante un potencial de acción, el Vm se acerca transitoriamente a +50 mV (cerca de VNa). A continuación, el Vm vuelve rápidamente al potencial de reposo e incluso va brevemente más allá del potencial de reposo para acercarse a VK antes de volver finalmente al valor de reposo de unos -70 mV. El proceso completo dura unos 3-5 ms. Esta inversión de potencial de más de 100 mV es responsable de la señalización eléctrica en el sistema nervioso, y es la base de la transmisión de información en el sistema nervioso. En esta conferencia, aprenderemos los mecanismos que dan lugar al potencial de acción. En la siguiente lección, veremos cómo esta señal eléctrica puede viajar a lo largo de las proyecciones axonales de las neuronas para llegar a otras neuronas, o a otras células del cuerpo.

Retroalimentación

ResumenLas espigas son pequeñas despolarizaciones en forma de espiga que pueden medirse en registros intracelulares somáticos. Su origen en las neuronas piramidales sigue siendo controvertido. Para explicar la generación de espigas, proponemos un nuevo mecanismo unicelular: la entrada somato-dendrítica genera potenciales de acción en el segmento inicial del axón que pueden no activar el soma y manifestarse como espigas somáticas. Utilizando análisis matemáticos y simulaciones numéricas de modelos neuronales compartimentados, identificamos cuatro factores clave que controlan la generación de espiguillas: (1) diferencia en el umbral de disparo, (2) desajuste de impedancia y (3) separación electrotónica entre el soma y el segmento inicial del axón, así como (4) amplitud de entrada. Dado que los spikelets implican la propagación hacia delante de los potenciales de acción a lo largo del axón, al tiempo que evitan la despolarización completa de los compartimentos somato-dendríticos, conjeturamos que este modo de funcionamiento ahorra energía y regula la plasticidad dendrítica al tiempo que permite la lectura de los resultados de los cálculos neuronales.

Repolarización

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Una neurona (una célula nerviosa) es el componente básico del sistema nervioso. Cuando las neuronas transmiten señales a través del cuerpo, parte del proceso de transmisión implica un impulso eléctrico llamado potencial de acción.
Este proceso, que se produce durante el disparo de las neuronas, permite a una célula nerviosa transmitir una señal eléctrica por el axón (una porción de la neurona que lleva los impulsos nerviosos fuera del cuerpo celular) hacia otras células. Esto envía un mensaje a los músculos para provocar una respuesta.
Los átomos cargados eléctricamente, conocidos como iones, mantienen el equilibrio de cargas positivas y negativas. El calcio contiene dos cargas positivas, el sodio y el potasio contienen una carga positiva y el cloruro contiene una carga negativa.

Potencial de reposo

ResumenEl potencial de acción del axón gigante del calamar está formado por sólo dos conductancias dependientes de voltaje en la membrana celular, aunque las neuronas centrales de los mamíferos suelen expresar más de una docena de tipos diferentes de canales iónicos dependientes de voltaje. Este rico repertorio de canales permite a las neuronas codificar información generando potenciales de acción con una amplia gama de formas, frecuencias y patrones. Los trabajos recientes ofrecen una comprensión cada vez más detallada de cómo la expresión de determinados tipos de canales subyace al comportamiento de disparo notablemente diverso de varios tipos de neuronas.
Figura 1: Diversidad de potenciales de acción en las neuronas centrales.Figura 2: Gráficos de plano de fase y pinza de potencial de acción.Figura 3: Corrientes de sodio, calcio y potasio activadas por el calcio durante los potenciales de acción.Figura 4: Papel de las corrientes de potasio Kv3 en las neuronas de espiación rápida.Figura 5: Ampliación de la espiga dependiente de la frecuencia a partir de la inactivación de la corriente de potasio.Figura 6: Poshiperpolarizaciones, posdepolarizaciones y disparos de ráfagas todo o nada.