La curiosidad nunca mató al científico

Con este artículo comienza la serie “Electroquímica de procesos biológicos“, en la cual explicaré algunos de los procesos biológicos donde la electroquímica cumple un papel muy importante. La complejidad de las funciones vitales es enorme, pero todas ellas tienen una base similar que es la transformación de sustancias químicas. Muchos de estos procesos se producen gracias a reacciones o cambios electroquímicos, y por tanto, la electroquímica también es vital para los seres vivos.

Dentro del grupo de los sistemas fundamentales del cuerpo humano se encuentra el sistema nervioso. Es gracias a este sistema que los humanos tenemos la percepción del mundo real, lo captamos mediante los sentidos y el sistema nervioso se ocupa de transmitir esa información a diferentes partes del organismo. Básicamente, nos permite entender nuestro entorno y realiza las acciones adecuadas para la correcta y coordinada interacción con éste.

Las neuronas son las células funcionales del tejido nervioso, y por las cuales se transmite la información que llega al sistema nervioso. Las neuronas están conectadas unas con otras y se van intercambiando señales que el organismo puede entender. Gracias a ellas podemos pensar, movernos o sentir.

Esquema de una neurona

Esquema de una neurona

La comunicación entre las neuronas se realiza mediante una señal electroquímica, el potencial de acción.

Las neuronas como otras células, poseen una membrana plasmática que está en contacto por un lado con el interior de la célula y por el otro lado con el exterior. Una de las características más importantes de esta membrana es que posee permeabilidad selectiva, es decir, deja pasar ciertas sustancias en determinadas situaciones tanto hacia el exterior de la célula como hacia el interior.

Membrana plasmática

Membrana plasmática

En ambas fronteras de esta membrana están presentes diferentes iones, tanto positivos como negativos. Entre ellos, se encuentran K+ y Na+, que son esenciales para el potencial de acción.

Debido a estas sustancias iónicas que se encuentran a un lado y otro de la membrana, en ésta aparece una diferencia de potencial eléctrico, el potencial de membrana. Cuando este potencial se despolariza (mediante un estímulo externo), es decir, el potencial disminuye más allá de un cierto valor umbral, se genera un potencial de acción.

Estos cambios en el potencial de membrana son debidos a los movimientos de iones Na+ y K+ a través de la membrana plasmática de la neurona mediante fuerzas electroquímicas en los llamados canales iónicos.

Canales de Na+ y K+ en la membrana celular

Canales de Na+ y K+ en la membrana celular

El proceso se basa, esencialmente, en que primero se abre el canal iónico del Na+, introduciéndose estos iones en el interior de la célula, y generándose el potencial de acción. En ese momento se empiezan a abrir los canales del K+, y se empiezan a cerrar los del Na+, y por tanto, iones K+ se moverán hacia el exterior de la célula, volviendo a tomar el potencial de membrana el valor que había al inicio del proceso.

Este proceso se propaga por la membrana celular hasta llegar al axón de la neurona, lugar donde se produce la transmisión de información a otra célula.

Mediante las señales de estos potenciales de acción se producen determinadas sustancias químicas en el sistema nervioso, los llamados neurotransmisores, que se encargarán de la transmisión del impulso hacia otras neuronas o hacia otro tipo de células para producir una respuesta fisiológica.

Se puede ver de manera muy didáctica todo el proceso del potencial de acción en una animada animación en BrainU.

Este post participa en el XVI Carnaval de Biología que durante esta edición se organiza en El Blog Falsable.
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Comentarios en: "Electroquímica de procesos biológicos (I): el potencial de acción" (2)

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  2. [...] ¿Quieres conocer la electroquímica de los procesos biológicos? Yerga nos lo cuenta en su blog empezando con el potencial de acción. [...]

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