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Los impulsos nerviosos son ondas de cambios electroquímicos a través de las neuronas que contribuyen a la formación de un potencial de acción en respuesta a un estímulo.
Un impulso nervioso provocará un conjunto de cambios fisiológicos que se producen en una neurona debido a una perturbación mecánica, química o eléctrica de un estímulo. Esto se propagará a través de un axón. El impulso nervioso se transmite a las neuronas vecinas a través de la hendidura sináptica y a las fibras musculares a través de las uniones neuromusculares mediante la liberación de neurotransmisores.
Un estímulo describe un cambio interno o externo en el entorno. Algunos ejemplos son el calor, la presión y el sonido.
Una hendidura sináptica (también conocida como sinapsis) describe la unión entre dos o más neuronas. Por su parte, una unión neuromuscular describe la separación entre una neurona y una fibra muscular.
La estructura de una neurona
Hay varios tipos de neuronas en el cuerpo, como las sensoriales, las motoras y las interneuronas. A continuación se indican algunas características estructurales clave:
- Cuerpo celular: contiene los orgánulos de la célula, a saber, el núcleo, el retículo endoplásmico rugoso (RER) y las mitocondrias.
- Dendritas: situadas en el extremo "receptor" de una neurona, las dendritas se ramifican desde el cuerpo celular y crean sinapsis con otras neuronas. Aquí es donde suelen situarse los receptores de una neurona encargados de iniciar el impulso nervioso.
- Vaina de mielina y células deSchwann: Las células de Schwann cubren la longitud del axón para crear la vaina de mielina. Esta mielinización proporciona aislamiento para la propagación de los potenciales de acción.
- Nodos de Ranvier: uniones entre las células de Schwann.
- Axón: prolongación de la fibra que se une al cuerpo celular en un montículo axónico.
- Terminales axónicas: terminales por las que se transmiten los potenciales de acción a otras neuronas.
Fig. 1 - Estructura básica de las neuronas
Las interneuronas también se conocen como neuronas de relevo. ¡Son la misma cosa!
Diferencia entre neuronas sensoriales y motoras
Resumamos algunas de las diferencias entre neuronas sensoriales y motoras.
| Neurona sensorial | Neurona motora |
| Transporta los impulsos sensoriales desde el órgano sensorial hasta el SNC | Transporta los impulsos motores del SNC a los efectores |
| Unipolar - contiene una única prolongación desde el cuerpo celular | Multipolar - muchas dendritas |
| Axón relativamente corto | Axón relativamente largo |
| Se encuentra en la piel, la nariz, las orejas, la lengua y los ojos | Se encuentran en glándulas y músculos |
Las interneuronas tienen un cuerpo celular en medio del axón, a diferencia de las neuronas motoras y sensoriales. Se encuentran exclusivamente en el SNC y son el punto de unión entre las neuronas sensoriales y las motoras.
Fig. 2 -Diferencia entre neuronas motoras, sensoriales e interneuronas
Factores que afectan a la conducción del impulso nervioso
Veamos los principales factores que afectan a la velocidad de propagación del impulso nervioso.
- Mielinización de la neurona: aumenta la velocidad de transmisión de la señal, en comparación con las neuronas no mielinizadas, al permitir que el impulso nervioso "salte" de un Nodo de Ranvier a otro Nodo de Ranvier, donde no hay vaina de mielina. Esto se conoce como conducción saltatoria.
Un impulso viajará a una velocidad de hasta 150 m/s en las neuronas mielinizadas, mientras que sólo lo hará de 0,5 a 10 m/s en las neuronas no mielinizadas.
Entonces, ¿por qué tener neuronas sin mielinizar? ¿Sería ineficiente? Algunas neuronas pasarán señales que no viajan muy lejos, y la mielinización no aumentaría mucho la velocidad. Ejercer energía para mielinizar las células es costoso y "no vale la pena" la energía necesaria. Además, si el diámetro del axón de una neurona es realmente pequeño, la vaina de mielina añadirá una capa innecesaria. Por último, algunas señales no necesitan propagarse a velocidades tan altas, por ejemplo, el dolor de larga duración.
- Temperatura: un aumento de la temperatura incrementa la velocidad de conducción porque la membrana se vuelve más permeable a los iones. El movimiento de determinados iones del exterior al interior de la neurona y viceversa es lo que pone en marcha el impulso nervioso.
Los animales de sangre caliente mantienen una temperatura corporal constante mediante la homeostasis (el mantenimiento de un medio interno constante), por lo que la temperatura no es un factor demasiado importante. Sin embargo, en los animales de sangre fría, cuando las temperaturas ambientales disminuyen, la propagación de los impulsos nerviosos será comparativamente más lenta.
- Diámetro del axón: los axones de mayor diámetro conducirán los impulsos eléctricos más rápidamente que los de menor diámetro. ¡La relación superficie/volumen es la culpable! Los axones de mayor diámetro tendrán menores velocidades de difusión de iones (menos fugas y, por tanto, una conducción más rápida).
Lee nuestro artículo Relación tamaño/volumen para saber más sobre este fenómeno.
Transmisión del impulso nervioso
Las neuronas envían y reciben impulsos hacia y desde el SNC y son importantes para coordinar la respuesta a un estímulo. Los impulsos nerviosos (la forma en que las neuronas coordinan esta respuesta) se transmiten como potenciales de acción a lo largo del axón de la neurona. Los pasos de un potencial de acción incluyen
- Despolarización
- Repolarización
- Hiperpolarización
- Fase de reposo
Fig. 3 - Esquema del potencial de acción
El potencial de membrana es la diferencia de carga entre ambos lados de la membrana plasmática.
Mecanismo de transmisión del impulso nervioso
Los impulsos nerviosos pueden viajar de dos formas a lo largo del axón de la neurona:
- Conducción saltatoria
- Conducción continua
La conducción salatoria sólo se produce en las neuronas mielinizadas, en las que el impulso salta de un Nodo de Ranvier al siguiente. Por el contrario, la conducción continua se produce en los axones no mielinizados, donde el impulso recorre toda la longitud del axón.
Cuando consideras los pasos de un potencial de acción, la conducción salatoria es más eficiente energéticamente. Esto se debe a que la repolarización requiere ATP, y debido a la presencia de los nodos, se reduce esencialmente la cantidad de repolarización necesaria en comparación con la conducción continua.
Transmisión a través de la sinapsis
Como hemos dicho antes, una sinapsis describe la unión entre una neurona y otra neurona. Este lugar contiene tres componentes:
- La presinapsis (el sitio terminal del axón)
- La hendidura sináptica (el espacio entre las neuronas)
- Membrana postsináptica (la membrana de la dendrita de la neurona receptora)
Para que la información se transfiera, se necesitan neurotransmisores .
Los neurotransmisores se producen en el cuerpo celular de la neurona. Son mensajeros químicos que transmiten el impulso nervioso a través de la hendidura sináptica. Se liberan de la membrana presináptica y se difunden a través de la hendidura sináptica para llegar a la membrana postsináptica, donde se unen a receptores específicos.
Como resultado de la liberación de los neurotransmisores desde la membrana presináptica y de los receptores situados en la membrana postsináptica, ¡la transmisión del impulso nervioso se produce en una sola dirección! Esto significa que el impulso nervioso no puede volver a la neurona de origen.
Lee nuestros artículos sobre Tipos de sinapsis y Transmisión a través de una sinapsis para profundizar en el tema.
Los impulsos nerviosos y el modelo estímulo-respuesta
Recapitulemos rápidamente cómo viaja un impulso nervioso para producir una respuesta en las células efectoras y relacionémoslo con el aspecto molecular del impulso nervioso que acabamos de tratar. Para describirlo puede utilizarse un modelo estímulo-respuesta.
- Un estímulo es detectado por un receptor (recuerda que suelen estar en las dendritas de las neuronas).
- Los receptores transforman el estímulo en un impulso nervioso (si el estímulo alcanza un determinado valor umbral) dejando que determinados iones entren o salgan de la neurona.
- El impulso nervioso viaja hasta el sistema nervioso central (SNC). Éste está formado por el cerebro y la médula espinal. Viaja "saltando" de una neurona a la siguiente: el estímulo que recibe la primera neurona se transforma en una carga eléctrica (el impulso nervioso) que viaja por el axón. En la terminal del axón, el cambio eléctrico se transforma en un cambio químico mediante la liberación de neurotransmisores, que constituyen el estímulo para la siguiente neurona. El proceso se repite hasta que el impulso nervioso llega a las células efectoras.
- El SNC genera una respuesta (en forma de impulsos nerviosos)
- Los efectores reaccionan a las señales del SNC liberando sustancias (glándulas) o contrayéndose o relajándose (músculos)
Los efectores son células que responden activamente a un estímulo. Esto incluye las células musculares y las glándulas.
Impulsos nerviosos - Puntos clave
- Los impulsos nerviososson ondas de cambios electroquímicos a través de las neuronas que contribuyen a la formación de un potencial de acción en respuesta a unestímulo .
- Las neuronas envían y reciben impulsos hacia y desde el sistema nervioso central.
- Los factores que afectan a la conducción del impulso son la temperatura, el diámetro del axón y la mielinización de las neuronas.
- Las principales fases de un potencial de acción son la despolarización, la repolarización, la hiperpolarización y la fase de reposo.
- Los impulsos nerviosos se transmiten a través de una sinapsis a otras neuronas mediante neurotransmisores.
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