Comunicación Neuronal

Las células del sistema nervioso (SN) utilizan un código o lenguaje para comunicarse entre sí. Este código nervioso se basa en dos tipos de señales: eléctricas y químicas. Las señales eléctricas, producidas en las neuronas, se deben a las propiedades eléctricas de sus membranas celulares. Únicamente las neuronas son capaces de utilizar estas señales eléctricas para transmitir información.

Potencial de Reposo

El potencial de reposo forma parte de la comunicación intraneuronal (dentro de una misma neurona) y se refiere al estado en el cual la neurona no es excitada y no genera un potencial de acción.

Los mecanismos de comunicación entre la neurona y el exterior involucran:

• La membrana celular
• Canales iónicos (proteínas membranales)
• Fuerzas generadas por gradientes eléctricos o de concentración

En reposo, existe una diferencia de carga entre el exterior y el interior de la célula: el interior tiene carga negativa y el exterior positiva, con un diferencial de -70mV. Además, hay altas concentraciones de K+ en el interior y de Na+ en el exterior. El K+ tiende a salir y el Na+ a entrar.

Esta descompensación se mantiene gracias a:

• La permeabilidad selectiva de la membrana celular, mayor para el K+, que además dispone de más canales.
• La bomba Na+/K+, que mediante transporte activo (con gasto de ATP), introduce 2 moléculas de K+ y expulsa 3 de Na+.

Este potencial se mantiene hasta que un estímulo active o inhiba la neurona, generando o no un potencial de acción.

Potencial de Acción

El potencial de acción, o impulso eléctrico, es un ciclo de descargas eléctricas que viaja a lo largo de la membrana. Los potenciales de acción de una misma célula son siempre idénticos.

Permiten la comunicación entre tejidos y todos los procesos que requieren actividad neural. Es un fenómeno breve (ms) en el cual la membrana se despolariza: el interior se hace menos negativo que en reposo, incluso positivo.

Las fases del potencial de acción son:

1. Despolarización: El potencial se eleva, primero gradualmente hasta un umbral y luego bruscamente, invirtiéndose. El pico positivo se llama sobretiro.
2. Repolarización: El potencial cae rápidamente hacia el potencial de reposo.
3. Hiperpolarización (Periodo Refractario): El potencial se vuelve ligeramente más negativo que en reposo. Esta fase varía entre células y determina su excitabilidad. En el músculo cardíaco, un amplio Periodo Refractario impide la tetanización.

El potencial de acción requiere canales de Na+ voltaje-dependientes, que se abren cuando la célula se despolariza. A mayor despolarización, más canales se abren. Si la despolarización supera el umbral, la entrada de Na+ supera la salida de K+, despolarizando aún más la célula y abriendo más canales, en un ciclo que se repite.

Sinapsis

La sinapsis es la unión especializada donde una neurona (presináptica) contacta y se comunica con otra neurona o célula (postsináptica). La información fluye unidireccionalmente.

Existen dos tipos de sinapsis:

• Eléctrica: Bidireccional.
• Química: Unidireccional (la más común en mamíferos).

La sinapsis química consta de:

• Neurona presináptica (terminal axónico o botón sináptico)
• Neurona postsináptica (membrana del soma, dendrita u otro axón)
• Hendidura o espacio intersináptico (entre ambas neuronas)

El botón sináptico contiene vesículas con neurotransmisores. La membrana postsináptica posee receptores que reciben la señal del neurotransmisor.

La transmisión sináptica funciona así:

1. El potencial de acción despolariza la membrana presináptica.
2. Las vesículas sinápticas liberan neurotransmisores al espacio sináptico.
3. Los neurotransmisores se unen a los receptores postsinápticos.
4. Se produce un cambio en la membrana postsináptica (despolarización o hiperpolarización).

La despolarización (transmisión excitatoria) puede generar un nuevo potencial de acción, continuando el flujo de información. La hiperpolarización (transmisión inhibitoria) impide la excitación. Existe también la transmisión moduladora, que altera el patrón y la frecuencia de la actividad celular.

Neurotransmisores y Conducta

Los neurotransmisores condicionan nuestra conducta y estado de ánimo. Un exceso, deficiencia o desequilibrio entre ellos puede causar trastornos. La actividad cerebral, responsable de nuestra conducta, se basa en la sinapsis. Un mal funcionamiento sináptico, ya sea por causas naturales o por la ingesta de fármacos, hormonas o drogas, puede alterar la conducta.