La transmisión del impulso nervioso es un fenómeno eléctrico dado por la diferencia de moléculas cargadas químicamente tanto dentro como fuera de las neuronas.
En la actualidad, los fenómenos biofísicos que condicionan la aparición y transmisión de los impulsos eléctricos son bien conocidos, siendo una herramienta de la fisiología que tiene mucha aplicación práctica en el estudio de enfermedades del sistema nervioso.
A pesar de tratarse en apariencia de un proceso complejo, varios de sus principios básicos son sencillos y simplemente se describen como un conjunto de pasos secuenciales. Es sobre estas particularidades de lo que hablaremos a continuación.
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¿Qué son las neuronas y cómo están conformadas?
Estas células son las unidades funcionales y estructurales del sistema nervioso tanto central como periférico.
Se caracterizan por tener un cuerpo celular o soma (de forma más o menos circular y en el que se encuentra alojado el núcleo celular), axones (prolongaciones de ese cuerpo en forma lineal que pueden llegar a medir varios centímetros) y las dendritas, unas terminaciones ramificadas del axón.
Las neuronas entran en contacto entre sí, con el objetivo de hacer coincidir las dendritas de una neurona con cualquier otra parte otra célula.
De hecho, no solamente tienen que hacerse conexiones entre las neuronas, ya que el único requisito para transmitir el impulso nervioso es que se trate de un tejido eléctricamente excitable, como lo es el músculo.
Como toda célula, las neuronas están delimitadas por una capa rica en lípidos conocida como membrana plasmática. Esta cobra vital importancia en la transmisión del impulso nervioso.
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¿Qué produce realmente el impulso nervioso?
Este es producido por diferencias de cargas eléctricas a ambos lados de la membrana plasmática. Dichas cargas se producen por la presencia de moléculas muy pequeñas llamadas iones, las cuales pueden tener cargas positivas (como el sodio y el potasio) y negativas (como el cloruro).
Además, el movimiento de esas sustancias de un lado a otro de la membrana (es decir, de adentro hacia afuera de la célula y viceversa) depende de la presencia de unas proteínas especiales en la membrana plasmática, ya que en condiciones normales esta estructura no es permeable a las moléculas cargadas químicamente.
Estas proteínas especiales se llaman canales, y permiten el libre paso de los iones en cantidades y velocidades increíblemente altas, por lo que su eficiencia es máxima.
Sin embargo, el movimiento de estas moléculas está finamente controlado, ya que si no fuese así se producirían descargas eléctricas constantes sin ningún objetivo.
Los factores que influyen en el flujo de iones a través de los canales incluyen los gradientes electroquímicos de dichas sustancias. Es decir, por regla general, los iones tienden a movilizarse de un sitio donde haya más concentración de los mismos hacia un sitio en el que haya menor.
Por otro lado, también tienden a movilizarse respetando sus cargas eléctricas. Si hay una gran densidad de cargas positivas en un compartimiento, los iones positivos no se desplazan en esa dirección, ya que las cargas positivas se repelen entre sí. Lo mismo aplica para las negativas.
Todos estos principios se engloban con el término de gradiente electroquímico, uno de los factores más importantes que influyen en la movilidad de los iones.
Cuando, por alguna u otra razón, la entrada de iones hacia la neurona alcanza una determinada magnitud suficiente para “estimular” la célula, se desencadenan un conjunto de reacciones bioquímicas complejas que permiten la apertura de más canales permeables a otros iones, los cuales se distribuyen de manera progresiva a lo largo de toda la neurona.
Esto permite que los iones (o, más exactamente, la diferencia de carga eléctrica producida por su presencia) viajen a lo largo de toda la estructura neuronal y terminen en el polo contrario a donde se inició el impulso nervioso.
Estos son, en términos generales, los principios básicos que explican qué es y cómo se transmite un impulso nervioso a lo largo de las células.
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¿Cómo se inicia el impulso nervioso?
El estímulo inicial generalmente es provocado por alguna neurona adyacente, ya que se trata de una reacción “en cadena”.
Esto se produce luego de un proceso de comunicación funcional denominado sinapsis, que puede ser de tipo eléctrica o química. La sinapsis química es la más conocida y se produce por la presencia de moléculas especiales llamadas neurotransmisores.
Estos neurotransmisores (como el glutamato, el principal excitador del sistema nervioso central) interactúan con receptores específicos en la membrana plasmática de una neurona, posterior a lo cual se desencadenan reacciones intracelulares que producen la apertura de los canales previamente mencionados.
Entonces, el estímulo inicial producido por la liberación de un neurotransmisor proveniente de una neurona presináptica y su posterior interacción con receptores en la membrana de la neurona postsináptica, produce un conjunto de reacciones bioquímicas que terminan en la apertura de canales de iones específicos que inician el impulso nervioso tal y como se mencionó anteriormente.
Cabe destacar que cuando el impulso llega al final de la neurona (es decir, cuando los iones llegan a esta región) se induce la liberación de más neurotransmisores que, al salir de la célula, interactúan con los receptores de otra neurona y permiten la propagación del impulso nervioso de manera ordenada.
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¿Cómo se interpretan los impulsos nerviosos?
Si se consideran los impulsos aferentes provenientes del exterior del sistema nervioso central, estos son interpretados de muchas maneras por el cerebro.
Principalmente depende de la frecuencia de los impulsos, la intensidad del estímulo inicial y la vía nerviosa que sea estimulada.
No es lo mismo un impulso de baja frecuencia y poca intensidad que llegue al hipotálamo, que una descarga eléctrica de alta frecuencia, alta intensidad y que llegue a la corteza sensitiva primaria.
Estas son solo algunas de las herramientas de las que se vale el cerebro para poder discernir entre los distintos estímulos externos para poder procesar la información y producir una respuesta adecuada.
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Fuentes y referencias:
Arthur C. Guyton, John E Hall. Tratado de Fisiología Médica. 12a Ed. Ed. Elsevier. Barcelona (2011).
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