Neurobiología: Tema 3; Base molecular de la función neuronal. III

En el sistema de bombeo hay que destacar la bomba sodio-potasio ATPasa la cual saca  dos sodios y entra dos potasios. Se encarga del mantenimiento del potencial en reposo y casi el 70% de la energía consumida en el cerebro es para el mantenimiento del potencial en reposo por esta bomba.

Tanto la bomba como los canales no presentan distribuciones simétricas, sino que la distribución es asimétrica.

En el cono axonico y el axon los canales son controlados por voltaje. Hay canales de sodio y potasio. Intervienen en la generación y transmisión del potencial de acción. En el botón terminal tenemos los canales de calcio regulados por voltaje. Se encargan de elevar la concentración de calcio intracelular y con ello desencadena la exocitosis de las vesículas sinápticas.

El potencial de reposo es de -65mV. Esto se genera por diferencia de potencial en la membrana. Para que se genere este potencial es necesario el movimiento de muy pocos iones, en la cual necesitamos el movimiento de 1/10.000.000 de iones potasio en una célula con un diámetro de 50μm. Los cationes tienden a acumularse en la membrana. Esto potencia que el potencial de reposo se mantenga. La rapidez y facilidad de movimiento de iones depende de la fuerza que los haga moverse por los canales iónicos.

Se puede conocer el potencial de membrana para un ion determinado mediante la ecuación de Nerst: E(mV)=61´65 log ([ion]_ext/[ion]_int. Pero en la membrana podemos encontrar diferentes permeabilidades, para ser más exacto utilizamos la ecuación de Goldman:

	Calamar		Mamíferos
	Interior	Exterior	Interior	Exterior
Potasio	400mM	20mM	140mM	5mM
Sodio	50	440	5-15	145
Cloro	40-150	560	4-30	110
Calcio	0´0001	10	0´0001	1-2

Tema 3; Base molecular de la función neuronal II

Las neuronas movilizan iones en la membrana plasmática, pero esta es casi impermeable a los iones por lo que ha diseñado unos canales iónicos que facilita el paso de iones. Los podemos dividir en dos tipos:

¨     Canales no regulados: están formados por subunidades proteicas que son proteínas integrales de la membrana plasmática con una región central que es hidrófoba dando contacto con el núcleo de la membrana plasmática y la parte hidrófila. Las subunidades se cierran formando un anillo que deja un canal central que se caracteriza porque hacia el son hidrófilos. Estos canales tienen un determinado diámetro. La apertura y cierre de estos canales es al azahar.

¨     Canales regulados: son similares a los regulados. La apertura y cierre están controlados. La regulación puede ser mediante voltaje, unión por ligandos extracelulares, unión de ligandos intracelulares y activado por estrés o estiramiento de la membrana plasmática.

Tema 3; Base molecular de la función neuronal

Las propiedades de la neurona se deben a la membrana plasmática que es semipermeable. Esta membrana presenta diferentes tipos de canales iónicos y proteínas que mediante el gasto de ATP bombean protones. Como consecuencia se produce el potencial en reposo, además de producir y transmitir el potencial de acción a lo largo del axon.

La membrana plasmática se compone de una bicapa lipídica con un núcleo central hidrófobo  y dos regiones hidrófilas. En la membrana se insertan diferentes proteínas, tanto integrales como periféricas que se localizan según sus propiedades hidrófobas o hidrófilas. La membrana presenta diferente permeabilidad por las moléculas. El sodio, potasio y cloro son las sustancias que mas tardan en penetrar, mientras que el agua es la más rápida.

La permeabilidad de la membrana plasmática es función del peso molecular o tamaño de la molécula, ya que cuanto mas grande mas tiempo tarda, función de la solubilidad que se cuanto mas hidrófoba mas solubilidad y función de carga eléctrica  que cuanto mayor carga mas difícil es la entrada.