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Las neuronas son las células del sistema nervioso de los animales especializadas en transmitir información. ¿Cómo logran esto? Nosotros transmitimos información a través del lenguaje, ya sea hablado o escrito, de tal forma que pueda ser recibido por alguien capaz de entenderlo. Pues bien, las neuronas tienen su propio “lenguaje” formado por moléculas que integran mecanismos de señalización capaces de transmitir el mensaje y provocar una respuesta.

Pero primero, veamos cómo funcionan las neuronas: Las neuronas, como todas las células, tienen una membrana celular, la cual separa el medio interior (intracelular) del medio exterior (extracelular). Al separarlo, algunas moléculas quedan en mayor concentración de un lado que de otro. Esta diferencia genera un gradiente de concentración química. Si, además, estas moléculas tienen carga eléctrica, como en el caso de los iones (cationes con carga positiva y aniones con carga negativa). La diferencia de concentración involucra también una diferencia de cargas. La diferencia de cargas de un lado y otro de la membrana da lugar a que exista un potencial de membrana (figura 1). Ya que se trata de cargas eléctricas, esto se puede medir utilizando electrodos, de tal modo que, si insertamos un electrodo al interior de la neurona y ponemos otro electrodo en el exterior, veremos que hay una diferencia de potencial o voltaje (medida en microvoltios), con el interior más negativo que el exterior. De tal forma, que en un estado de reposo, el potencial de membrana se encuentra en -65 mV y se dice que la neurona está polarizada.

Figura 1. Medición del voltaje de una neurona. El potencial del interior de la neurona se compara con el del medio extracelular. Típicamente, la neurona tiene un potencial de -65 mV respecto al exterior (Tomado de Bear et al., 2016).

Sin embargo, las moléculas no están estáticas, sino que se mueven buscando llegar a un equilibrio, tanto en su concentración química como eléctrica, es decir, buscando un equilibrio electroquímico. Dado que la membrana forma una barrera, el movimiento de un lado a otro de la membrana se da sólo a través de proteínas que forman canales selectivos para cierto tipo de molécula. Estos canales son los que regulan la entrada y salida de iones, y así, el potencial de membrana.

Ahora, regresemos a cómo se comunican las neuronas:

Otro tipo de proteínas presentes en la membrana son los receptores que, como su nombre bien lo indica, reciben una señal del exterior o estímulo, el cual puede ser físico o químico. Cuando el estímulo llega al receptor, este se activa y desencadena una señal al interior de la neurona. Resulta que algunos receptores también son canales y son llamados receptores ionotrópicos, porque al activarse, permiten el paso de iones. Este movimiento de iones genera un cambio en el voltaje de la neurona, ya sea volviéndolo más negativo (o hiperpolarizado), o bien, más positivo (o despolarizado). Otro tipo de receptores, llamados metabotrópicos, interactúan con proteínas al interior de la neurona, desencadenando una cascada de activación que puede llevar a la regulación de otro tipo de canales, induciendo así cambios en el potencial de la neurona, entre otras cosas.

Y bueno, ¿esto cómo se relaciona con la comunicación entre neuronas? Pues bien, todos estos cambios en el potencial eléctrico de la neurona tienen efecto sobre su actividad, ya que si un estímulo despolarizante hace que el potencial de membrana llegue a cierto umbral (alrededor de -55 mV) se produce el famoso potencial de acción (figura 2): un cambio abrupto en el potencial de la membrana que viaja a través del axón. El axón es una prolongación de la neurona que funciona realmente como un cable, conectándose con otra neurona en un punto llamado sinapsis y es aquí donde puede transmitirse el mensaje: el potencial de acción permite que la neurona presináptica pueda liberar pequeñas moléculas conocidas como neurotransmisores que llegan a un receptor específico en la neurona postsináptica, generando una respuesta en ella.

De la misma manera en que el significado de un mensaje en nuestro lenguaje se da por el tipo de palabras y el orden en que las decimos, el significado del mensaje viene determinado por a) el tipo de neurotransmisor que se libera, b) el tipo de receptor que lo recibe y c) la suma espacial y temporal de estímulos que recibe una neurona. En conclusión: El cerebro funciona con electricidad a través de un cableado muy complejo.

Figura 2. Un estímulo llega a la dendrita, generando un cambio de potencial que desencadena un potencial de acción. El potencial de acción viaja por el axón hasta la sinapsis, que es donde se comunica una neurona presináptica con una postsináptica (Tomado y modificado de Bear et al., 2016).

¿Quieres saber más?

Bear, M. F., et al. (2016), “Neuroscience: exploring the brain”. Fourth edition. Philadelphia: Wolters Kluwer.

Kandel, E., et al. (2013), “Principles of neural science”, McGraw-Hill, 5ª edición, pp. 178-188.

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Depresión Sináptica Contributor
Colaboradora en La BioZona

Soy Depresión Sináptica, bióloga egresada de la Facultad de Ciencias de la UNAM y actualmente estudio la maestría en Neurobiología. Soy originaria de la Ciudad de México. Amo los gatos, me encantan las plantitas y todo lo relacionado con neurociencias <3 Mi sueño de niña era ser científica y cuando entré a biología no sabía que esta carrera me ayudaría a encaminarme para poder cumplirlo. Durante la carrera me enamoré de la biología molecular y celular, fisiología de plantas y neurobiología. Me interesa poder entender cómo nuestras acciones tienen un fundamento en lo que pasa dentro de nuestro sistema nervioso, sobre todo a nivel neuronal. Actualmente estudio la participación de un grupo de proteínas llamadas neurotrofinas en el fortalecimiento de la memoria.

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