Potencial electrotónico y potencial de acción | Biología | Khan Academy en Español

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15 Nov 201514:01

Summary

TLDREl guion explica cómo funciona la neurona en reposo y su cambio al estado activo. Se describe la diferencia de voltaje entre el exterior y el interior de la neurona y cómo la permeabilidad de la membrana a los iones de sodio y potasio provoca un cambio en este voltaje. La propagación electrotonica es pasiva y disminuye con la distancia, mientras que el potencial de acción es una señal reactivada por canales regulados por voltaje, permitiendo que la señal se propague a lo largo de la neurona y cubra grandes distancias.

Takeaways

🔋 La neurona en reposo tiene una diferencia de voltaje de aproximadamente -70 mV a través de su membrana.
🌊 El sodio se vuelve permeable a través de la membrana, fluyendo hacia el interior de la neurona debido a su carga positiva y concentración mayor en el exterior.
🏃 La propagación electrotonica es un fenómeno pasivo que se produce cuando las cargas positivas dentro de la neurona se repelen y se dispersan, causando un aumento temporal en el voltaje.
🚫 La señal electrotonica disminuye en intensidad a medida que se propaga lejos del punto de inicio debido a la dispersión de las cargas positivas.
🔄 La bomba sodio-potasio es responsable de mantener una mayor concentración de sodio fuera y de potasio dentro de la neurona, contribuyendo al gradiente de concentración.
⚡ Los canales iónicos regulados por voltaje, como los canales de sodio y potasio, juegan un papel crucial en la generación del potencial de acción.
🕒 Cuando el potencial de la membrana alcanza un umbral de -55 mV, los canales de sodio se abren y el sodio fluye hacia el interior, aumentando abruptamente el voltaje.
🔄 A medida que el voltaje interior se vuelve más positivo, los canales de potasio se abren y el potasio sale hacia el exterior, haciendo que el voltaje vuelva a ser negativo.
🏁 La señal se reaviva a lo largo de la neurona a través de la activación de canales iónicos regulados por voltaje, permitiendo que la señal viaje largas distancias.
🧠 La combinación de propagación electrotonica y potencial de acción permite a las neuronas transmitir señales eléctricas de manera eficiente a lo largo de su longitud.

Q & A

¿Cuál es la diferencia de voltaje típica en una neurona en reposo?
-La diferencia de voltaje típica en una neurona en reposo es de aproximadamente -70 mV.
¿Qué sucede cuando la membrana de una neurona se vuelve permeable al sodio?
-Cuando la membrana se vuelve permeable al sodio, este empieza a fluir hacia el interior de la neurona debido a su carga positiva y su concentración mayor en el exterior que en el interior.
¿Por qué la concentración de sodio es mayor en el exterior que en el interior de la neurona?
-La concentración de sodio es mayor en el exterior debido a la acción de la bomba sodio potasio, que transporta sodio fuera de la neurona y potasio hacia el interior.
¿Qué es la propagación electrotonica y cómo se relaciona con el flujo de sodio?
-La propagación electrotonica es el movimiento pasivo de la carga positiva dentro de la neurona, causado por el flujo de sodio, que se propaga a lo largo de la neurona y se disipa conforme se aleja.
¿Cuál es la diferencia entre la propagación electrotonica y el potencial de acción?
-La propagación electrotonica es pasiva y se disipa con la distancia, mientras que el potencial de acción es una señal regenerativa que se propaga activamente a lo largo de la neurona.
¿Qué son los canales iónicos regulados por voltaje y cómo funcionan?
-Los canales iónicos regulados por voltaje son proteínas en la membrana que se abren o cierran en respuesta a cambios en el voltaje. Por ejemplo, los canales de sodio se abren a voltajes negativos y se cierran a voltajes positivos.
¿Cuál es el umbral de apertura para los canales de sodio en el ejemplo del guion?
-En el ejemplo dado, los canales de sodio se abren a un voltaje de -55 mV.
¿Qué ocurre cuando el potencial de la membrana alcanza -55 mV?
-Cuando el potencial de la membrana alcanza -55 mV, los canales de sodio se abren y el sodio fluye hacia el interior, aumentando abruptamente el voltaje.
¿Por qué el flujo de sodio se detiene cuando el voltaje alcanza 40 mV positivos?
-El flujo de sodio se detiene a 40 mV positivos porque los canales de sodio se cierran, lo que impide que más sodio entre en la neurona.
¿Cuál es el papel del canal de potasio en la generación del potencial de acción?
-El canal de potasio se abre cuando el interior de la neurona se vuelve más positivo que el exterior, lo que permite que el potasio fluya hacia afuera y el voltaje se vuelva más negativo, preparando la neurona para la siguiente señal.
¿Cómo es que la señal neuronal puede propagarse a lo largo de la neurona y cubrir grandes distancias?
-La señal neuronal puede propagarse a lo largo de la neurona y cubrir grandes distancias gracias a la combinación de la propagación electrotonica y la activación de canales iónicos regulados por voltaje, que regeneran la señal.

Outlines

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🧠 Funcionamiento de una neurona en reposo

En el estado de reposo, una neurona presenta una diferencia de voltaje a través de su membrana, que se mide aproximadamente en -70 mV. Este voltaje se debe a la diferencia de concentración de iones dentro y fuera de la neurona, principalmente por la acción de la bomba sodio-potasio. Cuando se mide con un voltímetro, se observa que la diferencia de potencial es constante a lo largo de la membrana. Sin embargo, si la membrana se vuelve permeable al sodio, este comienza a fluir hacia el interior de la neurona debido a su carga positiva y su concentración mayor en el exterior. Esto provoca que las cargas positivas existentes en la neurona se alejen de la zona de entrada del sodio, lo que lleva a un aumento en el voltaje, una respuesta que se propaga de manera electrotonica a lo largo de la neurona.

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🔋 Propagación electrotonica y canales iónicos regulados por voltaje

La propagación electrotonica es un fenómeno pasivo que ocurre cuando una concentración de cargas positivas se dispersa a lo largo de la neurona, haciendo que el voltaje local aumente temporalmente. Este proceso es débil y disipa con la distancia. Para que la señal no se pierda con la propagación, las neuronas cuentan con canales iónicos regulados por voltaje, como los canales de sodio y potasio. Cuando el voltaje alcanza ciertos umbrales (-55 mV para el canal de sodio y 40 mV para el canal de potasio), estos se abren y permiten el flujo de iones, lo que repentina y significativamente altera el voltaje en la zona. El canal de sodio se abre primero, incrementando el voltaje, y luego el canal de potasio se abre, haciendo que el voltaje vuelva a su estado negativo original. Este ciclo de apertura y cierre de canales iónicos permite que la señal se amplíe y se mantenga a lo largo de la neurona.

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🌊 Potencial de acción y propagación de la señal neuronal

El potencial de acción es una serie de eventos que se desencadenan cuando la señal alcanza un umbral crítico, lo que activa los canales iónicos regulados por voltaje. Este potencial es una forma de propagar la señal de manera activa a lo largo de la neurona, en lugar de simplemente depender de la propagación electrotonica. La secuencia de apertura y cierre de canales de sodio y potasio provoca un cambio rápido y significativo en el voltaje, que se propaga a lo largo de la neurona, permitiendo que la señal viaje largas distancias sin disminuir. Este mecanismo es fundamental para la comunicación neuronal y la transmisión de información en el sistema nervioso.

Mindmap

Keywords

💡Diferencia de voltaje

La diferencia de voltaje es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos en un circuito o en la membrana de una célula, como una neurona. En el contexto del vídeo, se refiere a la diferencia de voltaje de -70 mV que se mantiene en la membrana de la neurona en estado de reposo, y es fundamental para entender cómo se produce la señalización neuronal.

💡Membrana celular

La membrana celular es una barrera selectiva que rodea a las células y controla el tránsito de moléculas entre el interior y el exterior de la célula. En el vídeo, la membrana de la neurona es crucial para mantener la diferencia de voltaje y permitir el flujo selectivo de iones, como el sodio y el potasio.

💡Sodio

El sodio es un elemento químico esencial en la fisiología neuronal, ya que su flujo a través de la membrana celular desencadena la activación de la neurona. En el guion, se menciona que el sodio fluye hacia el interior de la neurona cuando la membrana se vuelve permeable, lo que provoca un incremento en el voltaje.

💡Potasio

El potasio es otro ión crítico en la función neuronal, que generalmente se encuentra en mayor concentración dentro de la neurona. En el vídeo, se describe cómo el flujo de potasio hacia el exterior ayuda a repolarizar la neurona después de una señal de acción.

💡Bomba sodio-potasio

La bomba sodio-potasio es una proteína en la membrana celular que utiliza la energía química para transportar sodio fuera de la célula y potasio dentro, manteniendo así los gradientes de concentración necesarios para la señalización neuronal. En el guion, se explica que esta bomba es la razón de la mayor concentración de sodio en el exterior de la neurona.

💡Propagación electrotona

La propagación electrotona es un tipo de transmisión de señales pasiva en una neurona, donde el voltaje cambia debido al movimiento de iones a través de la membrana. En el vídeo, se ilustra cómo este fenómeno ocurre cuando la membrana se vuelve permeable al sodio, pero la señal disminuye con la distancia.

💡Potencial de acción

El potencial de acción es una serie de cambios rápidos y reutilizables en la membrana celular que produce una señal eléctrica que se propaga a lo largo de una neurona. En el guion, se describe cómo la activación de canales de sodio y potasio produce un potencial de acción, que es esencial para la transmisión de señales a larga distancia.

💡Canales iónicos regulados por voltaje

Los canales iónicos regulados por voltaje son proteínas en la membrana celular que se abren o cierran en respuesta a cambios en el voltaje. En el vídeo, se menciona que estos canales, como los canales de sodio y potasio, juegan un papel crucial en la generación y propagación de los potenciales de acción.

💡Reposo

El estado de reposo se refiere al estado de una neurona cuando no está transmitiendo una señal. En el vídeo, se describe cómo la neurona mantiene una diferencia de voltaje negativa (-70 mV) en su estado de reposo, lo que es esencial para la generación de señales neuronales.

💡Gradiente de concentración

El gradiente de concentración es la diferencia en la concentración de una sustancia, como iones, de un lado a otro de una membrana. En el guion, se explica cómo los gradientes de concentración de sodio y potasio son esenciales para la generación de señales neuronales y son mantenidos por la bomba sodio-potasio.

Highlights

La neurona en estado de reposo tiene una diferencia de voltaje a través de la membrana.

El voltaje promedio de la membrana neuronal en reposo es de aproximadamente -70 mV.

La permeabilidad de la membrana a sodio provoca que este ion fluya hacia el interior de la neurona.

La concentración de sodio es mayor en el exterior que en el interior de la neurona.

La propagación electroton es un fenómeno pasivo que disipa la señal a medida que se propaga.

La propagación electroton se disipa con el tiempo y la distancia, volviendo la señal más débil.

La apertura de canales de sodio regulados por voltaje a -55 mV incrementa abruptamente el voltaje.

El flujo de sodio a través de los canales aumenta el voltaje hasta más de 40 mV, cerrando los canales de sodio.

La apertura de canales de potasio a 40 mV positivos permite que el potasio fluya hacia el exterior.

El flujo de potasio hacia el exterior hace que el voltaje se vuelva más negativo.

El canal de potasio se cierra a -80 mV, restableciendo el equilibrio y preparando la neurona para una nueva señal.

El potencial de acción es una señal de voltaje que se propaga activamente a lo largo de la neurona.

La neurona utiliza una combinación de propagación electroton y potencial de acción para transmitir señales a largas distancias.

La propagación de la señal se ve estimulada por la apertura y cierre de canales iónicos regulados por voltaje.

La bomba sodio-potasio es la razón de la mayor concentración de sodio en el exterior y de potasio en el interior de la neurona.

La neurona en reposo muestra una diferencia de voltaje negativa debido a la bomba sodio-potasio.