Potencial graduado

Los potenciales graduados son cambios en el potencial de membrana que varían según la magnitud del estímulo, a diferencia de los potenciales de todo o nada . Incluyen potenciales diversos como potenciales de receptor , potenciales electrotónicos , oscilaciones del potencial de membrana subumbral , potencial de onda lenta , potenciales de marcapasos y potenciales sinápticos . La magnitud de un potencial graduado está determinada por la fuerza del estímulo. Surgen de la suma de las acciones individuales de las proteínas de los canales iónicos regulados por ligando y disminuyen con el tiempo y el espacio. ^{[ 1 ]} Por lo general, no involucran canales de sodio y potasio regulados por voltaje , sino que pueden ser producidos por neurotransmisores que se liberan en las sinapsis y activan canales iónicos regulados por ligando. ^{[ 2 ]} Ocurren en la dendrita postsináptica en respuesta a la activación de la neurona presináptica y la liberación de neurotransmisores , o pueden ocurrir en el músculo esquelético , liso o cardíaco en respuesta a la entrada nerviosa . Estos impulsos son incrementales y pueden ser excitatorios o inhibitorios.

Los potenciales graduados se producen generalmente en las dendritas de una neurona, donde no hay canales iónicos dependientes de voltaje. Son cambios localizados en el potencial de membrana en respuesta a un estímulo, como la unión de neurotransmisores a un receptor. Esta unión provoca un cambio conformacional que activa el receptor para interactuar con proteínas. Esta reacción activa la apertura de canales iónicos, lo que resulta en el movimiento de iones Na ⁺ , K ⁺ , Ca2 ⁺ o Cl- ^a través de la membrana, produciendo potenciales graduados. A diferencia de los potenciales de acción, los potenciales graduados permanecen en el área donde ocurrió la estimulación y cada sinapsis será excitatoria o inhibitoria. ^{[ 3 ]}

Los potenciales graduados que hacen que el potencial de membrana sea menos negativo o más positivo, aumentando así la probabilidad de que la célula postsináptica tenga un potencial de acción , se denominan potenciales postsinápticos excitatorios (EPSP). ^{[ 4 ]} Los potenciales locales despolarizantes se suman, y si el voltaje alcanza el potencial umbral , se produce un potencial de acción en esa célula.

Los potenciales postsinápticos excitatorios (PPSE) se producen por la entrada de iones Na ⁺ o Ca2 ⁺ desde el espacio extracelular hacia la neurona o la célula muscular. Cuando la neurona presináptica genera un potencial de acción, el Ca2 ⁺ ingresa al terminal axónico a través de canales de calcio dependientes de voltaje y provoca la exocitosis de vesículas sinápticas , liberando así neurotransmisores. El neurotransmisor se difunde a través de la hendidura sináptica y activa canales iónicos regulados por ligando que median el PPSE. La amplitud del PPSE es directamente proporcional al número de vesículas sinápticas liberadas.

Si el EPSP no es lo suficientemente grande como para desencadenar un potencial de acción, la membrana se repolariza posteriormente hasta su potencial de membrana en reposo . Esto demuestra la naturaleza temporal y reversible de los potenciales graduados.

Los potenciales graduados que hacen que el potencial de membrana sea más negativo y que la célula postsináptica tenga menos probabilidades de generar un potencial de acción, se denominan potenciales postsinápticos inhibitorios (PPSI). La hiperpolarización de las membranas es causada por la entrada de Cl⁻ ^o la salida de K⁺ ^. Al igual que con los potenciales postsinápticos excitatorios (PPSE), la amplitud del PPSI es directamente proporcional al número de vesículas sinápticas liberadas. ^{[ 5 ]}

El potencial de membrana en reposo suele rondar los -70 mV. La neurona típica tiene un potencial umbral que oscila entre -40 mV y -55 mV. La sumación temporal se produce cuando los potenciales graduados dentro de la célula postsináptica ocurren tan rápidamente que se acumulan antes de que los anteriores se desvanezcan. La sumación espacial se produce cuando los potenciales postsinápticos de sinapsis adyacentes en la célula ocurren simultáneamente y se suman. Un potencial de acción se produce cuando la suma de los potenciales postsinápticos excitatorios (PPSE), menos la suma de los potenciales postsinápticos inhibitorios (PPSI), en un área de la membrana alcanza el potencial umbral de la célula.

• Hille, Bertil (2001). Canales iónicos de membranas excitables (3.ª  ed.). Sunderland, Massachusetts: Sinauer. ISBN 0-87893-321-2.