Fundamentos de la Neurofisiología

La neurofisiología estudia las neuronas y su capacidad para transmitir señales eléctricas mediante potenciales de acción. Estos impulsos son esenciales para la comunicación entre neuronas a través de sinapsis, donde los neurotransmisores como la acetilcolina y las catecolaminas juegan un papel crucial en la regulación de funciones como el movimiento y el estado de ánimo. La dinámica de la sinapsis química y la transmisión de señales son fundamentales para el funcionamiento del sistema nervioso.

Fundamentos de la Neurofisiología: Neuronas y Potenciales de Membrana

La neurofisiología es la rama de la biología que se ocupa del estudio de las funciones y la comunicación del sistema nervioso, centrándose en las neuronas, las células especializadas en la transmisión de señales eléctricas. Estas señales, conocidas como potenciales de acción, son posibles gracias al potencial de membrana de reposo, una diferencia de voltaje mantenida por la distribución desigual de iones a través de la membrana celular. Los canales iónicos, que permiten el paso selectivo de iones como el sodio (Na+) y el potasio (K+), son fundamentales para la generación y propagación de estos impulsos nerviosos.

Neurona detallada con soma rosado, dendritas púrpuras, axón azul con mielina blanca y terminales axónicos en fondo oscuro.

El Proceso del Potencial de Acción en las Neuronas

El potencial de acción es un evento electrofisiológico que modifica el potencial de membrana de reposo de una neurona. Inicia con una fase de despolarización, donde la entrada de iones de sodio hace que el interior de la célula se vuelva menos negativo y eventualmente positivo. Esto es seguido por la repolarización, en la que los iones de potasio salen de la célula, restaurando el potencial de membrana a su estado de reposo. Estos cambios son regulados por canales iónicos específicos que responden a cambios en el voltaje de la membrana, lo que permite la transmisión de la señal a lo largo del axón neuronal.

La Sinapsis: Punto de Encuentro entre Neuronas

La sinapsis es la estructura que permite la comunicación entre una neurona (neurona presináptica) y otra célula (neurona postsináptica, célula muscular o glandular). Las sinapsis pueden ser eléctricas, donde la corriente pasa directamente a través de canales de unión, o químicas, donde la transmisión se realiza mediante la liberación de moléculas señalizadoras llamadas neurotransmisores. En las sinapsis químicas, las células no están en contacto físico directo, y la comunicación se lleva a cabo a través de la liberación de neurotransmisores en el espacio sináptico, que luego se unen a receptores en la célula postsináptica.

Dinámica de la Sinapsis Química y Transmisión de Señales

Durante la sinapsis química, la llegada de un potencial de acción al terminal axónico presináptico desencadena la apertura de canales de calcio voltaje-dependientes y la consiguiente liberación de neurotransmisores almacenados en vesículas sinápticas. Estos neurotransmisores se difunden a través de la hendidura sináptica y se unen a receptores específicos en la célula postsináptica, generando potenciales postsinápticos que pueden ser excitatorios o inhibitorios. La suma de estos potenciales determina si se producirá un nuevo potencial de acción en la neurona postsináptica. La transmisión sináptica finaliza con la eliminación de los neurotransmisores del espacio sináptico, ya sea por recaptura neuronal, degradación enzimática o difusión lejos de la sinapsis.

Neurotransmisores: Mensajeros Químicos del Sistema Nervioso

Los neurotransmisores son compuestos químicos que las neuronas utilizan para comunicarse entre sí o con otros tipos de células. Estos mensajeros pueden tener efectos excitatorios, aumentando la probabilidad de que la neurona postsináptica genere un potencial de acción, o inhibitorios, disminuyendo esa probabilidad. Se clasifican en pequeñas moléculas de acción rápida, como la acetilcolina y las catecolaminas, y neuropéptidos, que generalmente actúan de manera más lenta y sostenida. Para ser considerados neurotransmisores, estas sustancias deben ser sintetizadas por la neurona, capaces de inducir una respuesta en la célula postsináptica y tener un mecanismo de terminación de su acción.

Funciones Específicas de los Neurotransmisores Clásicos

Los neurotransmisores clásicos cumplen roles esenciales en el sistema nervioso. La acetilcolina es fundamental para la transmisión de impulsos en la unión neuromuscular y desempeña roles importantes tanto en el sistema nervioso central (SNC) como en el sistema nervioso periférico (SNP). Las catecolaminas, como la dopamina y la noradrenalina, están implicadas en la regulación del movimiento, el estado de ánimo y la atención. Los aminoácidos excitadores, como el glutamato, y los inhibidores, como el GABA y la glicina, son cruciales para el equilibrio y la modulación de la actividad neuronal. Estos neurotransmisores son vitales para la transmisión de señales en el cerebro y el correcto funcionamiento del sistema nervioso en su conjunto.

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