Unidad 1 · Coordinación y regulación

El impulso nervioso: la señal electroquímica

Cuando tocas algo caliente y retiras la mano antes de darte cuenta, un mensaje ha recorrido tu cuerpo a gran velocidad. Ese mensaje no es exactamente electricidad de enchufe: es una onda de iones que cruza la membrana de la neurona. Entender cómo se genera y cómo avanza es entender el lenguaje básico del sistema nervioso.

Lectura ~8 min · Nivel: 2° medio

La neurona es una célula especializada en recibir, procesar y transmitir información. Para hacerlo usa una señal muy particular que recorre su prolongación más larga, el axón. Esa señal se llama impulso nervioso, y su naturaleza es a la vez eléctrica y química: eléctrica, porque consiste en cambios de carga a ambos lados de la membrana; química, porque esos cambios los producen iones que entran y salen de la célula. Por eso decimos que es una señal electroquímica.

En este artículo seguiremos el viaje del impulso en tres momentos: cómo está la neurona antes de recibir un estímulo (el reposo), qué ocurre en el instante en que se dispara (el potencial de acción) y cómo ese cambio avanza a lo largo del axón hasta llegar a la sinapsis.

El punto de partida: la membrana en reposo

Aunque una neurona no esté transmitiendo nada, no está "apagada". Su membrana mantiene una diferencia de carga eléctrica entre el interior y el exterior de la célula: el interior es negativo respecto al exterior. A esta situación la llamamos potencial de reposo, y en una neurona típica vale alrededor de −70 milivoltios (mV). Decimos entonces que la membrana está polarizada.

Esta diferencia existe porque los iones no se reparten por igual a ambos lados de la membrana. Fuera de la neurona abundan los iones de sodio (Na⁺); dentro abundan los de potasio (K⁺), junto con proteínas de carga negativa. La membrana controla activamente ese desequilibrio: gasta energía para expulsar sodio y meter potasio, de modo que la distribución desigual se mantiene lista para usarse. Es como una batería cargada: no está haciendo trabajo aún, pero guarda el "voltaje" que hará posible la señal.

El disparo: el potencial de acción

Cuando un estímulo llega a la neurona, altera esa carga en un punto de la membrana. Pero no cualquier estímulo sirve: solo si alcanza una intensidad mínima —el estímulo umbral— se desencadena la señal. Por debajo del umbral, la membrana vuelve a su reposo y no pasa nada; al llegar al umbral, se abre la compuerta.

En ese instante, la membrana permite que entre sodio (Na⁺) hacia el interior. Como el sodio es positivo, la carga interior deja de ser negativa y por un momento se vuelve positiva: la membrana se despolariza. Ese cambio brusco y momentáneo del voltaje es el potencial de acción, es decir, el impulso nervioso propiamente tal. En una fracción de milisegundo el interior sube desde −70 mV hasta cerca de +30 mV.

Enseguida ocurre lo contrario: sale potasio (K⁺) de la célula y la carga interior vuelve a hacerse negativa. A este regreso lo llamamos repolarización. La membrana recupera su potencial de reposo y queda lista para transmitir un nuevo impulso.

La regla del "todo o nada"

Aquí aparece una de las ideas más importantes y menos intuitivas del tema. El potencial de acción funciona según el principio de todo o nada: o se produce completo, o no se produce. No existen impulsos "a medias" ni impulsos "más grandes". Si el estímulo alcanza el umbral, se dispara un potencial de acción de tamaño fijo; si no lo alcanza, no se dispara nada.

Entonces, ¿cómo distingue el cerebro un roce suave de un golpe fuerte, si todos los impulsos son iguales? La respuesta está en la frecuencia: un estímulo más intenso no genera impulsos "más grandes", sino más impulsos por segundo. La intensidad se codifica en cuántas veces se dispara la neurona, no en el tamaño de cada disparo.

La propagación: cómo avanza sin debilitarse

Un potencial de acción no se queda quieto en el punto donde nació. La despolarización de una zona provoca la despolarización de la zona vecina, y así el impulso se propaga a lo largo del axón como una ficha de dominó que voltea a la siguiente. Lo notable es que en cada tramo el impulso se regenera por completo: por eso no se apaga con la distancia. Un mensaje sale de tu médula espinal y llega al pie con la misma fuerza con la que partió.

La propagación ocurre además en un solo sentido. La zona que acaba de dispararse queda por un breve instante "en descanso" y no puede volver a activarse de inmediato, así que el impulso no puede retroceder: siempre avanza hacia adelante, desde el cuerpo de la neurona hacia el extremo del axón.

La mielina y la conducción saltatoria

Muchos axones están recubiertos por una vaina de mielina, una sustancia aislante que envuelve al axón dejando pequeños espacios sin cubrir llamados nódulos de Ranvier. La mielina tiene un efecto sorprendente: acelera el impulso.

En un axón sin mielina, el potencial de acción se regenera en cada punto de la membrana, uno tras otro: es una conducción continua, más lenta. En un axón mielínico, en cambio, el impulso no puede regenerarse bajo la mielina; entonces "salta" de un nódulo al siguiente. Esta conducción saltatoria es mucho más rápida, porque el impulso se salta los tramos aislados en vez de recorrerlos punto por punto.

Del cable eléctrico al mensaje químico

Hasta aquí, todo el viaje ha sido eléctrico y ocurre dentro de una misma neurona. Pero cuando el impulso llega al final del axón, se topa con un problema: la neurona siguiente no está pegada a ella. Entre ambas hay un espacio. Allí el impulso ya no puede seguir como corriente: la señal eléctrica se convierte en una señal química: la neurona libera unas sustancias llamadas neurotransmisores que cruzan ese espacio y transmiten el mensaje a la célula siguiente. Ese punto de encuentro es la sinapsis, y merece su propio artículo.

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