Pregunta a desarrollar 2 · Biología UB Examen Parcial 2 - Modelo 1

Describe las fases sucesivas que integran el potencial de acción en una neurona, especificando la variación del potencial de membrana, los cambios de permeabilidad iónica y los estados funcionales de los canales voltaje-dependientes implicados.

Solución: El potencial de acción neuronal es un fenómeno eléctrico regenerativo de tipo 'todo o nada' que comprende las siguientes etapas secuenciales: 1. Potencial de reposo: La neurona se encuentra polarizada (aproximadamente a $-70\text{ mV}$), mantenida principalmente por la permeabilidad pasiva al $\mathrm{K}^+$ a través de canales de fuga y la actividad activa de la bomba $\mathrm{Na}^+/\mathrm{K}^+$-ATPasa. 2. Fase de despolarización (ascenso rápido): Al recibirse un estímulo despolarizante que alcanza el umbral de disparo (alrededor de $-55\text{ mV}$), se abren de manera masiva y coordinada las compuertas de activación de los canales de $\mathrm{Na}^+$ dependientes de voltaje. El flujo neto masivo de iones $\mathrm{Na}^+$ hacia el interior celular invierte la polaridad hasta un pico o sobretiro (*overshoot*) de $+30$ a $+40\text{ mV}$. 3. Fase de repolarización: Al alcanzar el potencial máximo, las compuertas de inactivación de los canales de $\mathrm{Na}^+$ dependientes de voltaje se cierran rápidamente (periodo refractario absoluto). Casi al unísono, se abren con lentitud las compuertas de los canales de $\mathrm{K}^+$ dependientes de voltaje, impulsando una intensa corriente de salida de $\mathrm{K}^+$ que restablece el valor negativo del potencial de membrana. 4. Fase de hiperpolarización postpotencial: Debido a que el cierre de los canales de $\mathrm{K}^+$ activados por voltaje es lento, continúa saliendo $\mathrm{K}^+$ por un breve periodo, haciendo que el potencial transmembranal sea más negativo que el de reposo (cercano a $-80$ o $-85\text{ mV}$, correspondiente al periodo refractario relativo). 5. Restablecimiento del estado basal: El cierre definitivo de los canales de $\mathrm{K}^+$ dependientes de voltaje y la acción continua de la bomba $\mathrm{Na}^+/\mathrm{K}^+$ devuelven los gradientes electroquímicos originales y reubican el potencial de reposo en $-70\text{ mV}$.