El lenguaje eléctrico de la neurona
Objetivo. Explicar cómo la estructura de la neurona y el potencial de acción permiten transmitir información, aplicando el principio de todo o nada y el papel de la mielina a estudios de caso, valorando la rigurosidad al interpretar evidencia.
para partir
Los textos de fisiología dan un rango enorme para la velocidad del impulso nervioso: entre 0,5 y 2 metros por segundo en una fibra sin mielina, y hasta unos 120 metros por segundo en una que sí la tiene. Por eso, cuando pisas un vidrio, retiras el pie antes de darte cuenta. Hoy vemos cómo una célula viva transmite una señal tan rápida y por qué esa velocidad depende de una grasa que envuelve tus nervios.
Ya conoces la neurona y el comienzo del impulso nervioso. Hoy retomamos con calma esas ideas y las llevamos hasta un punto nuevo: entender por qué el impulso es un fenómeno de todo o nada y cómo la mielina cambia por completo su velocidad. Todo lo aplicaremos a casos reales de salud.
Antes de empezar, decide (para ti) si cada afirmación es verdadera o falsa. No las corregiremos aún; volveremos a ellas al final:
- Un estímulo más intenso produce un impulso nervioso “más grande”.
- La mielina es la que genera el impulso nervioso.
- El impulso viaja por el axón como la electricidad por un cable de cobre.
Repaso: las partes de la neurona y hacia dónde va la señal
Una neurona es una célula especializada en recibir, integrar y transmitir información. Sus partes no son adorno: cada una cumple un rol en la dirección del mensaje.
- Las dendritas son la zona que recibe los mensajes y los lleva hacia el soma.
- El soma (cuerpo) contiene el núcleo e integra las señales que llegan.
- El cono axónico es la “zona gatillo”: si la suma de señales alcanza el umbral, aquí se inicia el impulso.
- El axón conduce el impulso lejos del soma (puede medir más de un metro).
- Los botones terminales son la zona de salida, donde el mensaje se pasa a la célula siguiente.
Según su función hay tres tipos: sensitiva (aferente, del receptor al sistema nervioso central), motora (eferente, del centro al músculo o glándula) e interneurona (conecta e integra dentro del SNC; son la mayoría).
Cuidado con dos ideas equivocadas frecuentes:
- Es común invertir la dirección y pensar que “el axón recibe y las dendritas envían”. Es al revés: dendritas reciben, axón envía.
- También se cree que la mielina (o las células gliales) “transmiten el impulso”. No: la glía da soporte; la mielina aísla el axón. El impulso lo genera la propia membrana del axón.
La glía (o neuroglia) son células de soporte que no generan impulsos, pero sin ellas las neuronas no funcionarían:
- Astrocitos: sostén, regulan el ambiente iónico y forman parte de la barrera hematoencefálica.
- Microglía: defensa inmune del sistema nervioso (fagocitan restos y patógenos).
- Oligodendrocitos: forman la mielina en el SNC.
- Células de Schwann: forman la mielina en el SNP.
Regla útil: oligodendrocito → central; Schwann → periférico.
El potencial de reposo: una pila cargada y lista
Una neurona en reposo no está apagada: está cargada, como una pila lista para dispararse. La cara interna de su membrana es negativa respecto a la externa, con un valor cercano a −70 mV (milivoltios). A esa diferencia la llamamos potencial de reposo.
¿Quién mantiene esa carga? Dos actores:
- La bomba Na⁺/K⁺ (una proteína que gasta ATP): por cada vuelta saca 3 Na⁺ y mete 2 K⁺. Así mantiene mucho Na⁺ afuera y mucho K⁺ adentro.
- En reposo, la membrana deja salir K⁺ con facilidad (es más permeable al K⁺). Esa fuga de cargas positivas deja el interior negativo.
Porque mueve iones en contra de su gradiente (saca Na⁺ hacia donde ya hay mucho Na⁺). Eso requiere energía, que aporta el ATP. Sin ese gasto constante, los gradientes se disiparían y la neurona perdería su capacidad de responder. Un veneno que bloquea esta bomba apaga la excitabilidad.
El potencial de acción: la chispa del 'todo o nada'
Cuando un estímulo despolariza la membrana hasta un umbral (≈ −55 mV), se dispara el potencial de acción: la señal eléctrica que recorre el axón. Ocurre en fases:
- Despolarización: se abren canales de Na⁺ voltaje-dependientes; entra Na⁺ y el interior se vuelve positivo (pico ≈ +30 mV).
- Repolarización: los canales de Na⁺ se inactivan y se abren canales de K⁺; sale K⁺ y el interior vuelve a negativizarse.
- Hiperpolarización: el K⁺ sigue saliendo un instante y el voltaje baja por debajo de −70 mV, antes de estabilizarse.
Después hay un periodo refractario en que no se puede disparar otro impulso: esto obliga a que el impulso viaje en un solo sentido.
La regla clave es la ley del todo o nada: si el estímulo alcanza el umbral, el potencial de acción se produce siempre con el mismo tamaño; si no lo alcanza, no hay impulso. Entonces, ¿cómo distingue el cuerpo un pinchazo suave de uno fuerte? No por impulsos “más grandes”, sino por su frecuencia: más estímulo → más impulsos por segundo.
Propagación: por qué la mielina lo cambia todo
El impulso se regenera a lo largo del axón. Hay dos formas de propagarse:
- Conducción continua: en axones sin mielina, el impulso se rehace en cada punto contiguo. Es lenta (≈ 0,5 a 2 m/s).
- Conducción saltatoria: en axones con mielina, la señal “salta” de un nódulo de Ranvier al siguiente, porque la mielina aísla el resto del axón. Es mucho más rápida (hasta ≈ 120 m/s) y gasta menos energía.
Por eso una enfermedad que destruye la mielina, como la esclerosis múltiple, hace que los impulsos viajen lento o se bloqueen, produciendo fatiga, visión borrosa y debilidad. La misma lógica explica cómo funciona un anestésico local: bloquea los canales de Na⁺ y, sin despolarización, el impulso del dolor no puede generarse.
Sondeo — La mielina es la estructura que genera el impulso nervioso en el axón.
Completa el resumen del potencial de reposo y de acción:
En reposo, el interior de la neurona es respecto al exterior, cerca de −70 mV. La bomba mantiene los gradientes. Si un estímulo lleva la membrana al (≈ −55 mV), se abren canales de y ocurre la despolarización; luego sale y ocurre la repolarización. El impulso cumple la ley del .
Un paciente con esclerosis múltiple pierde progresivamente la mielina de los axones de su sistema nervioso central. Se mide la velocidad de conducción de sus nervios y se compara con la de una persona sana. ¿Qué resultado es más consistente con la fisiología del impulso nervioso?
Un dentista aplica anestesia local (lidocaína) antes de una intervención. La lidocaína bloquea los canales de Na⁺ voltaje-dependientes de las neuronas sensitivas de la zona. Explica, paso a paso, por qué el paciente deja de sentir dolor en ese diente.
Empareja cada elemento con su función:
Toca un término y luego su definición para emparejarlos.
En un experimento se estimula un axón con intensidades crecientes por encima del umbral y se registran los potenciales de acción. ¿Qué se observaría, de acuerdo con la ley del todo o nada?
síntesis
Para cerrar
La neurona es una pila cargada (−70 mV) que, al llegar al umbral, dispara un potencial de acción de tamaño fijo (todo o nada): entra Na⁺, sale K⁺. Ese impulso se propaga rápido gracias a la mielina y la conducción saltatoria. Entender estos mecanismos nos permite explicar casos reales, desde la esclerosis múltiple hasta la anestesia local. Queda por ver qué ocurre cuando el impulso llega al final del axón: la sinapsis.
Piensa sobre tu aprendizaje
- Vuelve a las tres afirmaciones del inicio. ¿Cuáles resultaron falsas y por qué?
- ¿Qué idea te costó más: el potencial de reposo, el todo o nada o la conducción saltatoria?
- Si un veneno bloqueara la bomba Na⁺/K⁺, ¿qué le pasaría a la neurona? Explícalo con lo aprendido.
referencias
Bibliografía
- 01Ministerio de Educación de Chile. Temario PAES Ciencias (Biología), DEMRE. https://demre.cl
- 02Tortora, G. & Derrickson, B. (2018). Principios de Anatomía y Fisiología (15ª ed.). Panamericana.
- 03Guyton, A. & Hall, J. (2021). Tratado de Fisiología Médica (14ª ed.). Elsevier.
- 04Khan Academy. Neurona y sistema nervioso. https://es.khanacademy.org