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La Comunicación Neuronal y el Potencial de Acción

La comunicación neuronal y el potencial de acción son fundamentales para el funcionamiento del sistema nervioso humano. Estos procesos involucran señales eléctricas que viajan a través de las neuronas, permitiendo nuestras capacidades cognitivas y motoras. La bomba sodio-potasio y los canales iónicos juegan roles clave en el mantenimiento del potencial de reposo y la transmisión de señales. Los potenciales de acción, desencadenados por estímulos suficientemente fuertes, permiten la comunicación a larga distancia entre neuronas, esenciales para nuestras acciones y percepciones.

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1

Las ______ son células especializadas del sistema nervioso humano responsables de transmitir ______ nerviosos.

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neuronas impulsos

2

Equilibrio eléctrico del cuerpo humano

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El cuerpo humano distribuye cargas positivas y negativas para mantener un equilibrio eléctrico similar al de una batería.

3

Diferencias de carga en el cuerpo

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Existen diferencias de carga entre distintas regiones del cuerpo, generando un potencial eléctrico.

4

Función de las membranas celulares

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Las membranas celulares actúan como aislantes, separando cargas y almacenando energía potencial.

5

En su estado inactivo, las ______ tienen un ______ de membrana negativo, conocido como potencial de ______.

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neuronas potencial reposo

6

El intercambio de iones genera un gradiente ______ que es clave para la formación de potenciales de ______.

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electroquímico acción

7

La concentración de sodio se mantiene más alta ______ de la célula, mientras que la de potasio es mayor ______.

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fuera dentro

8

Tipos de canales iónicos según estímulo

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Canales voltaje-dependientes, ligando-dependientes, mecánicamente activados.

9

Función de los canales iónicos en neuronas

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Permiten flujo de iones, igualan concentraciones y cargas, generan eventos eléctricos.

10

Relación entre canales iónicos y capacidades cognitivas/motoras

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Eventos eléctricos neuronales esenciales para cognición y movimiento.

11

Los potenciales graduados son cambios ______ en el potencial de membrana debido a la apertura de algunos canales iónicos.

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pequeños

12

Despolarización inicial

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Apertura de canales de Na+, entrada de Na+ a la neurona, inversión del potencial de membrana.

13

Repolarización y restauración

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Apertura de canales de K+, salida de K+ de la célula, retorno a carga negativa interna.

14

Periodo refractario y dirección de señal

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Neurona insensible a nuevos estímulos, asegura propagación unidireccional de la señal.

15

La ______ de los potenciales de acción es ______, pero su ______ cambia según la ______ del estímulo.

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amplitud constante frecuencia intensidad

16

Un estímulo más ______ causa potenciales de acción más ______, resultando en una respuesta como una ______ muscular más ______.

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intenso frecuentes contracción fuerte

17

La señal eléctrica 'salta' de un ______ de ______ a otro, lo que ______ la transmisión de la señal a lo largo del ______.

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Nodo Ranvier acelera axón

Preguntas y respuestas

Aquí tienes una lista de las preguntas más frecuentes sobre este tema

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La Comunicación Neuronal y el Potencial de Acción

El sistema nervioso humano se comunica mediante complejas señales eléctricas generadas por las neuronas, células altamente especializadas encargadas de transmitir impulsos nerviosos. Estos impulsos, denominados potenciales de acción, son señales eléctricas de amplitud y duración constantes que viajan a lo largo de las neuronas y son interpretados por el cerebro para coordinar nuestras acciones, pensamientos y emociones. La generación y transmisión de potenciales de acción son procesos vitales que ocurren incesantemente en nuestro organismo.
Red neuronal microscópica con neurona prominente, dendritas entrelazadas y axón con engrosamientos periódicos sobre fondo azul oscuro.

Electricidad y Potencial en el Cuerpo Humano

El cuerpo humano mantiene un equilibrio eléctrico a través de la distribución de cargas positivas y negativas, similar al funcionamiento de una batería. Existen diferencias de carga entre distintas regiones del cuerpo, lo que resulta en un potencial eléctrico. Las membranas celulares actúan como aislantes que separan estas cargas, almacenando energía potencial. En las neuronas, este potencial eléctrico se conoce como potencial de membrana, y la diferencia de carga entre el interior y el exterior de la célula es crucial para la transmisión de señales eléctricas.

La Bomba Sodio-Potasio y el Potencial de Reposo

En estado de reposo, las neuronas presentan un potencial de membrana negativo, conocido como potencial de reposo. Este se mantiene gracias a la bomba sodio-potasio, una proteína transportadora que intercambia activamente iones de sodio por potasio a través de la membrana neuronal, manteniendo una concentración más alta de sodio fuera y de potasio dentro de la célula. Este intercambio crea un gradiente electroquímico que es fundamental para la generación de potenciales de acción, ya que la naturaleza tiende a equilibrar estas diferencias de concentración.

Canales Iónicos y la Transmisión de Señales

Las membranas neuronales poseen canales iónicos que se abren en respuesta a diversos estímulos, permitiendo el paso selectivo de iones. Estos canales pueden ser sensibles a cambios de voltaje, a la unión de moléculas específicas (ligandos) o a fuerzas mecánicas. La apertura de estos canales permite el flujo de iones, igualando las concentraciones y cargas a ambos lados de la membrana, lo que es esencial para la generación de eventos eléctricos en las neuronas y, por consiguiente, para el funcionamiento de nuestras capacidades cognitivas y motoras.

Potenciales Graduados y Potenciales de Acción

Los potenciales graduados son pequeños cambios en el potencial de membrana que resultan de la apertura de un número limitado de canales iónicos. Estos cambios son locales y disminuyen con la distancia. En contraste, los potenciales de acción son cambios significativos en el potencial de membrana que se producen cuando un estímulo suficientemente fuerte provoca la apertura masiva de canales de sodio, llevando el potencial de membrana a un umbral crítico que desencadena una secuencia de eventos a lo largo del axón, permitiendo la transmisión de señales a larga distancia.

Despolarización, Repolarización y Periodo Refractario

El potencial de acción se inicia con la despolarización, fase en la que los canales de sodio se abren y permiten la entrada de iones de sodio a la neurona, invirtiendo temporalmente el potencial de membrana. La repolarización sigue, con la apertura de canales de potasio que facilitan la salida de iones de potasio, restaurando la carga negativa interna de la célula. Puede ocurrir una hiperpolarización transitoria antes de que la célula regrese a su potencial de reposo. Durante el periodo refractario, la neurona es insensible a nuevos estímulos, lo que garantiza que la señal se propague en una sola dirección.

Frecuencia y Velocidad de los Potenciales de Acción

La amplitud de los potenciales de acción es constante, pero su frecuencia varía en función de la intensidad del estímulo. Un estímulo más intenso provoca potenciales de acción más frecuentes, lo que se puede traducir en una respuesta más intensa, como una contracción muscular más fuerte. La velocidad de conducción de los potenciales de acción también varía, siendo más rápida en axones mielinizados debido a la conducción saltatoria, un proceso en el que la señal eléctrica "salta" de un Nodo de Ranvier a otro, acelerando la transmisión de la señal a lo largo del axón.