Los fenómenos básicos que ocurren en la generación del potencial de acción fueron estudiados por Hodgkin y Huxley.
Cuando investigaban el axón gigante del calamar, demostraron que la excitabilidad eléctrica de la membrana de la célula nerviosa depende de la existencia de un sistema de permeabilidad iónica sensible a los cambios de potencial.
Estímulos: cómo se origina un potencial de acción
Existen estímulos que originan la activación o apertura de los canales específicos de los iones Na+ y K+. Estos estímulos pueden ser de origen químico, mecánico o eléctrico. El estímulo que induce la activación es el llamado estímulo umbral. Este último eleva el valor del potencial de membrana en reposo hasta un potencial umbral. Cuando el estímulo es subumbral, se origina un cambio en el potencial de membrana pero no alcanza el potencial que desencadena un potencial de acción.
Los estímulos se rigen por la ley del todo o nada, un estímulo tiene la intensidad mínima (umbral) para producir toda la respuesta (potencial de acción) o carece de esta intensidad mínima y no produce respuesta.
Potencial de acción
Toda vez que se aplica un estímulo umbral o superior, se produce una respuesta que consiste en una secuencia de cambios en el potencial de membrana que recibe el nombre de potencial de acción.
El primer cambio que se produce es en la despolarización de la membrana, se reduce el potencial por una excitación procedente de otra célula o porque el impulso se ha propagado desde un punto distante de la fibra. La reducción del potencial abre canales selectivos para el Na+ y el K+, lo que induce a una mayor despolarización.
El segundo cambio es la repolarización de la membrana, el potencial vuelve al valor inicial. Ocurre la inactivación de los canales específicos para el Na+ y la apertura total de canales con permeabilidad selectiva para el ión K+. Antes de recuperar el potencial inicial se observa una disminución del mismo por debajo del valor que toma en reposo (hiperpolarización).
Finalmente, a largo plazo el intercambio de iones lleva a modificaciones de la composición iónica a ambos lados de la membrana que tiene que compensarse por la acción de la bomba de Na+ y K+.
El primer cambio que se produce es en la despolarización de la membrana, se reduce el potencial por una excitación procedente de otra célula o porque el impulso se ha propagado desde un punto distante de la fibra. La reducción del potencial abre canales selectivos para el Na+ y el K+, lo que induce a una mayor despolarización.
El segundo cambio es la repolarización de la membrana, el potencial vuelve al valor inicial. Ocurre la inactivación de los canales específicos para el Na+ y la apertura total de canales con permeabilidad selectiva para el ión K+. Antes de recuperar el potencial inicial se observa una disminución del mismo por debajo del valor que toma en reposo (hiperpolarización).
Finalmente, a largo plazo el intercambio de iones lleva a modificaciones de la composición iónica a ambos lados de la membrana que tiene que compensarse por la acción de la bomba de Na+ y K+.
