Despolarización

los Despolarización es la cancelación de las diferencias de carga en los dos lados de la membrana de una célula nerviosa o muscular. El potencial de membrana cambia a uno menos negativo. En enfermedades como la epilepsia, el comportamiento de despolarización de las células nerviosas cambia.

¿Qué es la despolarización?

En el estado de reposo, existe polarización entre los dos lados de la membrana de una célula nerviosa intacta, lo que también se conoce como potencial de membrana. La separación de cargas crea polos eléctricos en la membrana celular. La despolarización es la pérdida de estas propiedades que se produce al comienzo de una estimulación. Durante la despolarización, la diferencia de carga entre los dos lados de una membrana biológica se cancela por un corto tiempo.

En neurología se entiende por despolarización el cambio del potencial de membrana en valores positivos o menos negativos, como ocurre cuando se atraviesa un potencial de acción. La reconstrucción de la polarización original tiene lugar hacia el final de este proceso y también se conoce como repolarización.

Lo opuesto a la despolarización es lo que se conoce como hiperpolarización, en la que la tensión entre el interior y el exterior de una membrana biológica se vuelve aún más fuerte y así se eleva por encima de la tensión del potencial en reposo.

Función y tarea

Las membranas de las células sanas siempre están polarizadas y, por tanto, tienen potencial de membrana. Este potencial de membrana resulta de la diferente concentración de iones en los dos lados de la membrana. Por ejemplo, las bombas de iones se encuentran en la membrana celular de las neuronas. Estas bombas crean permanentemente una distribución desigual en la superficie de la membrana, que difiere de la carga en el interior de la membrana. Hay un exceso de iones negativos intracelularmente y la membrana celular está cargada más positivamente en el exterior que en el interior. Esto da como resultado una diferencia de potencial negativa.

La membrana celular de las neuronas tiene permeabilidad selectiva y, por lo tanto, es permeable de manera diferente a diferentes cargas. Como resultado de estas propiedades, una neurona tiene un potencial de membrana eléctrico. En el estado de reposo, el potencial de membrana se denomina potencial de reposo y está alrededor de -70 mV.

Las células conductoras de electricidad se despolarizan tan pronto como alcanzan un potencial de acción. La carga de la membrana se debilita durante la despolarización, a medida que se abren los canales iónicos. Los iones fluyen hacia la membrana a través de los canales abiertos mediante difusión y reducen así el potencial existente. Los iones de sodio, por ejemplo, fluyen hacia la célula nerviosa.

Este cambio de carga equilibra el potencial de membrana y, por lo tanto, invierte la carga. En el sentido más amplio, la membrana todavía está polarizada durante un potencial de acción, pero en la dirección opuesta.

En las células nerviosas, la despolarización es subliminal o supraumbral. El umbral corresponde al potencial umbral para la apertura de los canales iónicos. Por lo general, el potencial umbral es de alrededor de -50 mV. Los valores más altos mueven los canales iónicos hacia la apertura y activan un potencial de acción. La despolarización subliminal hace que el potencial de membrana vuelva al potencial de membrana en reposo y no desencadena ningún potencial de acción.

Además de las células nerviosas, las células musculares también pueden despolarizarse cuando alcanzan un potencial de acción. La excitación se transmite desde las fibras nerviosas centrales a las fibras musculares a través de la placa motora. La placa terminal tiene canales de cationes que pueden conducir iones de sodio, potasio y calcio. Sobre todo, las corrientes de iones de sodio y calcio fluyen a través de los canales debido a sus fuerzas impulsoras especiales y, por lo tanto, despolarizan la célula muscular.

En la célula muscular, el potencial de la placa terminal aumenta desde el potencial de membrana en reposo hasta el denominado potencial generador. Este es un potencial electrotónico que, a diferencia del potencial de acción, se propaga pasivamente a través de la membrana de las fibras musculares. Si el potencial generador está por encima del umbral, la apertura de los canales de sodio crea un potencial de acción y fluyen iones de calcio. Así es como se produce la contracción muscular.

Enfermedades y dolencias

En enfermedades del sistema nervioso como la epilepsia, el comportamiento de despolarización natural de las células nerviosas cambia. El resultado es una sobreexcitación. Las convulsiones epilépticas se caracterizan por una descarga anormal de asociaciones neuronales que interrumpen la actividad normal de las áreas del cerebro. Esto conduce a percepciones inusuales y trastornos de las habilidades motoras, el pensamiento y la conciencia.

La epilepsia focal afecta el sistema límbico o la neocorteza. Una transmisión glutamatérgica desencadena un potencial postsináptico excitador de gran amplitud en estas áreas. De esta manera, los canales de calcio propios de la membrana se activan y sufren una despolarización especialmente duradera. De esta manera, se desencadenan ráfagas de potenciales de acción de alta frecuencia, ya que son características de la epilepsia.

La actividad anormal se extiende en un agregado de varios miles de células nerviosas. Una mayor conectividad sináptica de las neuronas también contribuye a la generación de convulsiones. Lo mismo ocurre con las propiedades intrínsecas anormales de la membrana, que afectan principalmente a los canales iónicos. Los mecanismos de transmisión sináptica también se modifican a menudo en términos de modificaciones del receptor. Las convulsiones persistentes son probablemente el resultado de sistemas de bucle sináptico que pueden abarcar áreas más grandes del cerebro.

Las propiedades de despolarización de las células nerviosas no solo cambian en la epilepsia. Numerosos fármacos también tienen efectos sobre la despolarización y se manifiestan en una excitabilidad excesiva o insuficiente. Estos fármacos incluyen, por ejemplo, relajantes musculares, que provocan una relajación completa de los músculos esqueléticos al intervenir en el sistema nervioso central.

La administración es común para la espasticidad espinal, por ejemplo. Los relajantes musculares especialmente despolarizantes tienen un efecto estimulante sobre el receptor de los músculos y, por lo tanto, inician una despolarización duradera. Al principio, los músculos se contraen después de la medicación y desencadenan temblores musculares descoordinados, pero poco después provocan una parálisis flácida de los respectivos músculos. A medida que persiste la despolarización de los músculos, el músculo es momentáneamente inexcitable.