El Impulso Nervioso

Función del impulso nervioso

La fibra nerviosa se mantiene en un estado polarizado principalmente gracias al sistema de transporte sodio - potasio, y que, como resultado de este transporte, se ha creado un gradiente de difusión muy grande para el Na+ dentro de la fibra. Al interrumpirse el sistema de transporte como cuando se aplica un estímulo a la fibra, se permite la entrada inmediata del Na+ por difusión. La entrada del Na+ es suficiente para igualar al principio, y después sobrepasar, la concentración neta de cargas negativas dentro de la fibra. Por tanto, el potencial eléctrico cae primero a cero, y luego se invierte. La fibra está despolarizada. A continuación aparece una representación gráfica de los cambios eléctricos que ocurren a manera que el Na+ va entrando a la célula:

Mientras no se logre el estado original (repolarización), la fibra no puede conducir o formar otro impulso, y se encuantra en estado refractario. Necesita aproximadamente 3 mseg para repolarizarse.

Una vez que se encuentra despolarizada, se supone que se crea un efecto de batería entre las partes despolarizadas y polarizadas. La corriente pasa entra las 2 áreas y de ello resulta un campo eléctrico.

CONDUCTIVIDAD

La fuerza del campo disminuye con rapidez desde su centro. Sin embargo, a una distancia determinada del centro es suficientemente fuerte para provocar despolarización de la siguiente sección de la fibra, y de transporte sodio - potasio empieza de nuevo en la zona despolarizada, y hay otra vez repolarización. De esta manera, el impulso avanza a lo largo de la fibra, es decir, es conducido. La propagación del impulso de este mecanismo se llama conducción por un conductor central.

CONDUCCIÓN SALTATORIA.

En las fibras mielinizadas, las únicas partes donde puede haber paso de corriente son los nodos. Estos están situados a lo largo de la fibra, a intervalos de 1 a 3 mm. En esta clase de fibra, el impulso salta de un nodo a otro, y de esta manera avanza con mucha mayor rapidez a lo largo de la fibra. Una fibra mielinizada puede conducir hasta veinte veces más rápidamente que una no mieinizada.

Otro factor que afecta también la velocidad de transmisión del impulso es el diámetro de la fibra. Se reconocen tres tipos principales de fibra:

1.- Fibras A. Su diámetro varía entre uno y veinte micrones, y tienen una velocidad de conducción desde 5 m/seg para las fibras pequeñas hasta 10m/seg para las grandes. Todas las fibras A son mielinizadas, y se encuentran en los grandes nervios motores y sensitivos del cuerpo.

2.- Fibras B. El diámetro de estas fibras varía entre uno y tres micrones; conducen a velocidades que van de tres a 14 m/seg. Las fibras B pertenecen a la porción involuntaria (autónoma) del sistema nervioso.

3.- Fibras C. Estas fibras son las más pequeñas y su diámetro es menor de 1 micrón. No son mielinizadas y se encuentran en los nervios cutáneos y vicerales.

Por lo general se puede esperar un aumento d 1 m/seg por micrón en el diámetro de la fibra. Por lo tanto, las fibras más rápidas son a la vez grandes y mielinizadas.

OTRAS PROPIEDADES FISIOLÓGICAS DE LAS NEURONAS.

Además de la excitabilidad y la conducción, las neuronas poseen las siguientes propiedades:

1.- Siguen la ley del todo o nada. Para un estimulo de fuerza determinada, la neurona puede responder ya sea con un impulso completo o con ninguno. Parece ser que el mecanismo de transporte tiene algún umbral de detención, y que un estimulo puede detenerlo o no hacerlo.

2.- Tiene un período refractario muy corto. Durante la despolarización no pueden conducir impulsos adicionales. La repolarización ocurre con gran rapidez (3m/seg como máximo), de manera que la neurona es capaz de conducir una serie de impulsos.

3.- Demuestran tener una reobase. La palabra reobase se refiere a la fuerza del estímulo necesario para despolarizar. No todas las fibras tienen la misma reobase; algunas se despolarizan con más facilidad que otras.

4.- Demuestran tener una cronaxia. Cronaxia es el tiempo necesario para que una corriente de 2x reobase provoque la despolarización. Implica que cualquier estímulo debe durar determinado tiempo para poder provocar la despolarización.

5.- Demuestran acomodación. Si un estímulo no alcanza rápidamente su valor máximo, puede no haber despolarización, aunque su máximo sea mayor que la reobase. La neurona acomoda o aumenta su reobase. Esto permite a la neurona ser selectiva para los estímulos. Si reaccionáramos a todos los estímulos que recibimos, estaríamos literalmente saltando todo el tiempo.

Es fácil observar que las propiedades de las neuronas son similares a las de los demás tejidos. Como se ha demostrado con muchas clases de tejidos, el tejido nervioso desempeña mejor su labor que otros.

MÉDULA ESPINAL.

La médula espinal se extiende a lo largo de unos 45 cm desde la médula oblongada hasta el nivel de la segunda vértebra lumbar. En la parte interna se encuentra la substancia gris de la médula espinal en forma de H, que contiene principalmente cuerpos celulares de la neuronas. Alrededor de la substancia gris se encuentra la substancia blanca, que se compone principalmente de fibras nerviosas mielinizadas. La substancia blanca constituye las regiones funcionales conocidas como tractos. Los tractos pueden ser ascendentes y llevar los impulsos motores y del cerebro hasta la periferia el cerebro. Los tractos motores de la médula espinal son descendentes, y se derivan de las diversas áreas corticales y de los núcleos del cerebro. Su nombre refleja su origen. Los tractos córticoespinales son las vías voluntarias. El tracto córticoespinal lateral es el que cambia de lado en la médula, de manera que el lado opuesto del cerebro controla determinado lado de músculos corporales.

Todos los tractos descendentes forman las llamadas neuronas motoras superiores. Los numerosos tractos convergen hasta formar uno solo, que va a las neuronas motoras inferiores, cuyo cuerpo celular está situado en la columna gris anterior de la médula espinal, y cuyo axón va a dar a los músculos pasando por las raíces ventrales. Este tipo de arreglo recibe el nombre de vía común final, y permite ejercer en el músculo una gran variedad de influencias.

FUNCIONES SENSITIVAS DEL SISTEMA NERVIOSO.

Las funciones sensitivas son las que se relacionan con la recepción de estímulos y su transmisión al sistema nervioso central para su interpretación y respuesta. Como se señaló anteriormente, los receptores constituyen el punto de partida básico de las actos reflejos. Los receptores de cualquier tipo siguen determinadas reglas de funcionamiento. Entre éstas se cuentan las siguientes:

1.- Siguen la ley del estímulo apropiado. Cada receptor responde mejor a una forma de energía determinada. De esta manera, el ojo responde mejor la luz, los receptores táctiles a la presión mecánica y los barorreceptores al estiramiento.

2.- Siguen la ley de las energías nerviosas específicas. El impulso que se genera al estimular cualquier receptor es el mismo. La interpretación subjetiva de sensaciones específicas depende de la conexión central que hace la fibra. Parece que la despolarización de un receptor se realiza de la misma manera que la de un envío.

3.- Hasta cierto grado, los receptores pueden comunicar intensidad de estimulación. La frecuencia de descarga de impulsos de un receptor aumenta con la fuerza de la estimulación. Parece ser que la discriminación se limita a incrementos de aproximadamente 10% de la intensidad de estimulación (ley de Weber Fechner). Por ejemplo, si se sostiene en la mano un peso de 5 kg. Y se agrega medio kilogramo, se advierte que es más pesado; esto no sucede con un cuarto de kilogramo.

4.- Los receptores muestran adaptación. La frecuencia de la descarga es rápida al principio y después disminuye.

NEUROFISIOLOGÍA

Estudio de cómo las células nerviosas o neuronas reciben o trasmiten información. En el procesamiento de las señales nerviosas están implicados dos tipos de fenómenos: eléctricos y químicos. El proceso eléctrico propaga una señal en el interior de la neurona, y el proceso químico trasmite la señal desde una neurona a otra, o a una célula muscular.

Una neurona es una célula de gran longitud formada por un área central engrosada que contiene el núcleo, una prolongación larga llamada axón, y unas prolongaciones arborescentes más cortas llamadas dentritas. Las dentritas reciben los impulsos procedentes de otras neuronas. (Las excepciones son las neuronas sensitivas, como las que trasmiten información sobre la temperatura o el tacto, en las que la señal es generada por receptores cutáneos especializados). Estos impulsos se propagan eléctricamente a lo largo de la membrana celular hasta el final del axón. En el extremo del axón la señal se trasmite de forma química a una neurona adyacente o a una célula muscular.

Trasmisión eléctrica

Una neurona está polarizada, es decir, tiene una carga eléctrica negativa en el interior de la membrana celular respecto al exterior. Esto se debe a la libre circulación de iones potasio con carga positiva a través de la membrana celular, y al mismo tiempo, a la retención de moléculas grandes con carga negativa dentro de la célula. Los iones de sodio con carga positiva se mantienen en el exterior de la célula mediante un proceso activo. Todas las células tienen esta diferencia de potencial, pero cuando se aplica a una célula nerviosa una corriente estimuladora se produce un suceso único. Primero, los iones de potasio penetran en la célula, reduciendo su carga negativa (despolarización). En un cierto momento las propiedades de la membrana cambian y la célula se hace permeable al sodio, que entra en ella con rapidez y origina una carga neta positiva en el interior de la neurona. Esto se denomina el potencial de acción.

Una vez alcanzado este potencial en una zona de la neurona, éste se propaga a lo largo del axón mediante un intercambio de iones en unos puntos específicos llamados nódulos de Ranvier. La amplitud del potencial de acción es autolimitado, debido a que una concentración elevada de sodio en el interior origina la expulsión de la célula primero de iones potasio, y después de sodio, restableciendo la carga negativa en el interior de la membrana celular, es decir la neurona se repolariza. El proceso completo dura menos de una milésima de segundo. Después de un breve lapso, llamado periodo refractario, la neurona está en condiciones de repetir este proceso.

Trasmisión química

Cuando la señal eléctrica alcanza el extremo del axón, éste estimula en la célula unas pequeñas vesículas presinápticas. Estas vesículas contienen sustancias químicas llamadas neurotrasmisores, y son liberadas en el espacio submicroscópico que existe entre las neuronas (hendidura sináptica). El neurotrasmisor se une a receptores especializados sobre la superficie de la neurona adyacente. Este estímulo provoca la despolarización de la célula adyacente y la propagación de su propio potencial de acción. La duración de un estímulo procedente de un neurotrasmisor está limitado por su degradación en la hendidura sináptica y su recaptación por la neurona que lo había elaborado. Antes se pensaba que cada neurona elaboraba sólo un neurotrasmisor, pero estudios recientes han demostrado que algunas células elaboran dos o más.