Neurofisiología

Grandes inventos: Neurofisiología

Célula nerviosa

Las células nerviosas transmiten información desde unas partes del organismo hacia otras. Cada una de ellas tiene unas terminaciones ramificadas llamadas dendritas que se conectan con otras y un largo axón que transmite los impulsos recogidos.

Neurofisiología, estudio de cómo las células nerviosas o neuronas reciben o trasmiten información. En el procesamiento de las señales nerviosas están implicados dos tipos de fenómenos: eléctricos y químicos. El proceso eléctrico propaga una señal en el interior de la neurona, y el proceso químico trasmite la señal desde una neurona a otra, o a una célula muscular. Véase Sistema nervioso.

Una neurona es una célula de gran longitud formada por un área central engrosada que contiene el núcleo, una prolongación larga llamada axón, y unas prolongaciones arborescentes más cortas llamadas dentritas. Las dentritas reciben los impulsos procedentes de otras neuronas. (Las excepciones son las neuronas sensitivas, como las que trasmiten información sobre la temperatura o el tacto, en las que la señal es generada por receptores cutáneos especializados). Estos impulsos se propagan eléctricamente a lo largo de la membrana celular hasta el final del axón. En el extremo del axón la señal se trasmite de forma química a una neurona adyacente o a una célula muscular.

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TRASMISIÓN ELÉCTRICA

Una neurona está polarizada, es decir, tiene una carga eléctrica negativa en el interior de la membrana celular respecto al exterior. Esto se debe a la libre circulación de iones potasio con carga positiva a través de la membrana celular, y al mismo tiempo, a la retención de moléculas grandes con carga negativa dentro de la célula. Los iones de sodio con carga positiva se mantienen en el exterior de la célula mediante un proceso activo. Todas las células tienen esta diferencia de potencial, pero cuando se aplica a una célula nerviosa una corriente estimuladora se produce un suceso único. Primero, los iones de potasio penetran en la célula, reduciendo su carga negativa (despolarización). En un cierto momento las propiedades de la membrana cambian y la célula se hace permeable al sodio, que entra en ella con rapidez y origina una carga neta positiva en el interior de la neurona. Esto se denomina el potencial de acción.

Una vez alcanzado este potencial en una zona de la neurona, éste se propaga a lo largo del axón mediante un intercambio de iones en unos puntos específicos llamados nódulos de Ranvier. La amplitud del potencial de acción es autolimitado, debido a que una concentración elevada de sodio en el interior origina la expulsión de la célula primero de iones potasio, y después de sodio, restableciendo la carga negativa en el interior de la membrana celular, es decir la neurona se repolariza. El proceso completo dura menos de una milésima de segundo. Después de un breve lapso, llamado periodo refractario, la neurona está en condiciones de repetir este proceso.

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TRASMISIÓN QUÍMICA

Esquema de una sinapsis

El punto de contacto entre dos neuronas adyacentes recibe el nombre de sinapsis y a través de él se transmite el impulso nervioso. Cuando el impulso nervioso llega al extremo del axón, las vesículas que contienen los neurotransmisores liberan su contenido en el espacio que queda entre las dos células nerviosas, denominado hendidura sináptica. La energía necesaria para la síntesis de las sustancias transmisoras es aportada por las mitocondrias presentes en la terminación presináptica. Los neurotransmisores son agentes químicos que viajan hasta la neurona más próxima y se adhieren a los receptores específicos que se encuentran en la membrana postsináptica.

Cuando la señal eléctrica alcanza el extremo del axón, éste estimula en la célula unas pequeñas vesículas presinápticas. Estas vesículas contienen sustancias químicas llamadas neurotrasmisores, y son liberadas en el espacio submicroscópico que existe entre las neuronas (hendidura sináptica). El neurotrasmisor se une a receptores especializados sobre la superficie de la neurona adyacente. Este estímulo provoca la despolarización de la célula adyacente y la propagación de su propio potencial de acción. La duración de un estímulo procedente de un neurotrasmisor está limitado por su degradación en la hendidura sináptica y su recaptación por la neurona que lo había elaborado. Antes se pensaba que cada neurona elaboraba sólo un neurotrasmisor, pero estudios recientes han demostrado que algunas células elaboran dos o más.