E2 Generacion del potencial de accion (modelo de Hodgkin-Huxley)

Tópico

El potencial de acción es una despolarización transitoria y regenerativa de la membrana neuronal, generada por la apertura y el cierre, secuenciales y dependientes de voltaje, de los canales de sodio y los canales de potasio de esa membrana neuronal.

El modelo de Hodgkin-Huxley describe la corriente total que atraviesa la membrana neuronal durante el potencial de acción como la suma de tres corrientes distintas: una corriente de sodio rápida, gobernada por una compuerta de activación y una compuerta de inactivación propias de los canales de sodio; una corriente de potasio más lenta, gobernada por una compuerta de activación propia de los canales de potasio; y una corriente de fuga pasiva, que no depende de ninguna compuerta. Cada una de estas compuertas de activación e inactivación tiene una cinética que depende del voltaje instantáneo de la membrana neuronal.

Cada compuerta de activación o de inactivación de la membrana neuronal relaja de forma exponencial hacia un valor estacionario que depende del voltaje de la membrana neuronal, y lo hace con una constante de tiempo que también depende de ese mismo voltaje: cuanto más rápida es esta constante de tiempo, más rápido se acerca la compuerta a su valor estacionario ante un cambio de voltaje.

Esta relajación de las distintas compuertas hacia sus valores estacionarios es lo que produce, en secuencia, las distintas fases del potencial de acción de la membrana neuronal: primero, la apertura de la compuerta de activación de los canales de sodio produce la fase de despolarización rápida; luego, la inactivación de esa misma compuerta de los canales de sodio, junto con la activación más tardía de la compuerta de los canales de potasio, produce la repolarización de la membrana neuronal; y finalmente, mientras la compuerta de inactivación de los canales de sodio no se ha recuperado todavía, la membrana neuronal atraviesa un período refractario durante el cual no puede generar un nuevo potencial de acción.

Este modelo del potencial de acción usa las mismas variables ya definidas para la membrana neuronal en reposo: el potencial de membrana observado, la capacitancia de la membrana neuronal, la conductancia de cada canal iónico, el potencial de Nernst de cada ion, y una corriente externa aplicada desde fuera de la membrana neuronal. La diferencia es que, en este modelo del potencial de acción, la conductancia de cada canal iónico deja de ser constante y pasa a depender tanto del tiempo como del voltaje de la membrana neuronal, a través de las compuertas de activación e inactivación descritas anteriormente. En conjunto, es esta misma membrana neuronal, con sus canales de sodio y de potasio gobernados por compuertas dependientes de voltaje, la que genera el potencial de acción, con sus fases de despolarización rápida, repolarización y período refractario.

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