¿Qué es la excitabilidad celular?
¿Qué es la excitabilidad celular?
La excitabilidad es una propiedad de las células que les permite responder a la estimulación eléctrica y transmitirla. La estimulación y la respuesta son producidas por el flujo de iones a través de la membrana plasmática.
El término “excitabilidad celular” es comúnmente asociado con las células que conforman el sistema nervioso, llamadas neuronas. Sin embargo, existe evidencia reciente que demuestra excitabilidad en los astrocitos, gracias a cambios en el citosol en términos de las concentraciones del ion calcio.
Gracias al transporte activo y a la permeabilidad de las membranas biológicas, estas poseen un potencial bioeléctrico. Dicha característica es la que define la excitabilidad eléctrica de las células.
Células excitables
Tradicionalmente, una célula excitable es definida como un ente capaz de propagar un potencial de acción, seguido de un mecanismo –químico o eléctrico– de estimulación. Varios tipos de células son excitables, principalmente las neuronas y las células musculares.
La excitabilidad es más un término general, interpretado como la habilidad o capacidad de regular el movimiento de los iones a través de la membrana celular sin la necesidad de propagar un potencial de acción.
¿Qué hace que una célula sea excitable?
La habilidad de una célula para lograr la conducción de las señales eléctricas se logra combinando propiedades características de la membrana celular y la presencia de fluidos con altas concentraciones salinas y de varios iones en el ambiente celular.
Las membranas celulares se encuentran formadas por dos capas de lípidos, que actúan como una barrera selectiva a la entrada de distintas moléculas a la célula. Entre estas moléculas están los iones.
En el interior de las membranas se encuentran embebidas moléculas que funcionan como reguladores del paso de moléculas. Los iones poseen bombas y canales proteicos que median la entrada y salida al ambiente celular.
Las bombas se encargan del movimiento selectivo de los iones, estableciendo y manteniendo un gradiente de concentración apropiado para el estado fisiológico de la célula.
El resultado de la presencia de cargas desbalanceadas a ambos lados de la membrana se denomina gradiente iónico y trae como resultado un potencial de membrana –que se cuantifica en voltios–.
Los principales iones involucrados en el gradiente electroquímico de las membranas de las neuronas son el sodio (Na+), el potasio (K+), el calcio (Ca2+) y el cloro (Cl–).
Excitabilidad en las neuronas
Las propiedades eléctricas de las neuronas, incluyendo las bombas, conforman el “corazón” de la excitabilidad de las mismas. Esto se traduce en la capacidad para desarrollar la conducción nerviosa y la comunicación entre células.
En otras palabras, una neurona es “excitable” gracias a su propiedad de cambiar su potencial eléctrico y transmitirlo.
Las neuronas son células con varias características particulares. La primera es que son polarizadas. Es decir, hay un desbalance entre la repetición de las cargas, si comparamos el exterior y el interior de la célula.
La variación de este potencial en el tiempo se denomina potencial de acción. No cualquier estímulo es capaz de provocar la actividad neural, es necesario que cuente con una “cantidad mínima” que sobrepase un límite llamado umbral de excitación –siguiendo la regla de todo o nada–.
En caso de ser alcanzado el umbral, tiene lugar la respuesta del potencial. Seguidamente, la neurona experimenta un periodo donde no es excitable, como periodo refractario.
Este tiene una duración determinada, y pasa a la hiperpolarización, donde está excitable de manera parcial. En este caso, necesita un estímulo más potente que el anterior.
Excitabilidad en los astrocitos
Los astrocitos son células numerosas derivadas del linaje neuroectodérmico. También llamadas astroglía, por ser las células gliales más numerosas. Participan en un número elevado de funciones relacionadas con el sistema nervioso.
El nombre de este tipo de célula deriva de su apariencia estrellada. Se encuentran asociadas directamente a las neuronas y al resto del organismo, estableciendo un límite entre el sistema nervioso y el resto del organismo, por medio de las uniones de intervalo.
Excitabilidad astrocítica
Históricamente, se pensaba que los astrocitos funcionaban simplemente como un escenario de apoyo para las neuronas, siendo estas últimas las que poseen el único papel protagónico en orquestar las reacciones nerviosas. Gracias a nueva evidencia, esta perspectiva se ha reformulado.
Estas células gliales se encuentran en una relación íntima relacionada con muchas de las funciones del cerebro, y la manera en que este responde a la actividad. Además de participar en la modulación de dichos eventos.
Así, existe una excitabilidad en los astrocitos, que se basa en las variaciones del ion calcio en el citosol de la célula en cuestión.
De este modo, los astrocitos pueden activar sus receptores glutamatérgicos y responder a las señales emitidas por las neuronas que se ubican en una región cercana.
Referencias
- Chicharro, J. L., & Vaquero, A. F. Fisiología del ejercicio. Ed. Médica Panamericana.
- Cuenca, E. M. Fundamentos de fisiología. Editorial Paraninfo.