revision final electromagnetismo

Revista Colombiana de Física, vol.
, No.
de 20
Caracteristicas biofisicas de las neuronas
Oscar Javier Escobar-Soto 1,3
1Universidad Nacional de Colombia.
2Departamento de Biología
Resumen
Articulo Incompleto.
Palabras claves: Ley de Ohm,
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1. Introducción
res, entre otros. La historia evolutiva de la naturaleza ha llevado a que sean típicamente unas células nerviosas, las cuales pueden estar a grupadas en un sistema nervioso, las encargadas de
percibir esta información, llevarla a un sistema
central para su procesamiento (un cerebro por
ejemplo en vertebrados), y posteriormente lleven
la información respuesta a órganos blanco, como
a los músculos. Esta larga cascada desde el estimulo hasta una respuesta del organismo debe
implicar un mecanismo de transmisión de información eficiente, es decir, veloz, que en el caso
de las neuronas se da en la forma de transmisión
eléctrica. La presente revisión pretende dilucidar
como es este mecanismo de comunicación neuronal y posteriormente se abordará ya con el
estudio particular de un estímulo común para la
mayoría de organismos vivientes, la luz solar;
todo esto en lo posible, bajo la luz del electromagnetismo.
La supervivencia de todo organismo de pende
críticamente todo el proceso de percibir información del medio, procesarla y posteriormente emitir una respuesta en torno a ella, sea un organismo unicelular o uno multicelular; para aquellos
considerados mas complejos-los multicelularesesta cadena de información resulta mas compleja
ya que involucra una mayor serie de pasos, es
decir, la comunicación célula-célula puede resultar mucho mas que una relación uno a uno, para
que pueda ser emitida una respuesta frente a un
estimulo. Ya desde mucho antes que Aristoteles
en el 322 A. C había una descripción básica de
los diferentes tipos de sentidos, entendiéndose
estos como capacidades corporales para percibir
diferentes estímulos (o información), como colores, olores o sonoros [clase sensorial]. Resulta
un proceso lógico el pensar que la capacidad de
supervivencia de un organismo, inclusive su fitness depende críticamente de la capacidad de
percibir y procesar la información del mundo externo, ya sea para localizar fuentes de alimentación, co-especímenes para apareamiento o comunicación, peligros del medio como predado-
GENERALIDADES DE LA ESTRUCTURA,
FUNCIÓN Y ORGANIZACIÓN NEURONAL
Las neuronas han desarrollado propiedades especializadas que les permiten recibir, procesar y
transmitir información a otras células, estas fun1
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RESISTENCIA Y CONDUCTANCIA DE LA
MEMBRANA
La resistencia de la membrana celular se evidencia como un valor de impermeabilidad hacia los
iones, mientras que la capacitancia es una medida de permeabilidad hacia estos. Para un potencial de membrana cualquiera, mientas sea el
valor de la resistencia bajo, es decir, cuanto mayor sea su conductancia, las cargas iónicas cruzarán la membrana por medio de los canales
ionicos por unidad de tiempo. El comportamiento
de la membrana celular puede ser descrito mediante la ley de Ohm,
ΔVm= ΔI X R (1)
Donde Δ es la corriente (en amperios), esta dada
por el flujo de cargas ionicas a traves de canales
ubicados a lo largo de toda la superficie de la
bicapa lipídica, el voltaje ΔV esta en función del
tipo de celula, denominado potencial de membrana Vm, y R ( en ohms Ω), es la resistencia de
la membrana.
La resistencia de entrada de una célula depende
del área de esta, ya que una mayor área de
membrana celular tendrá una mayor cantidad de
canales iónicos, para tener en cuenta el efecto
del área en la resistencia de la celula se define
una resistencia específica Rm de la membrana
como
Rm= R X A (2)
Donde á es el área de la membrana y Rm es la
resistencia por unidad de área. Por ley de Ohm
tenemos
ciones son realizadas anatómicamente por regiones con características morfológicas y moleculares diferentes. Aunque morfológicamente se
pueden encontrar toda una serie de formas y
tamaños, tipicamente las neuronas constan de
un soma o cuerpo celular, que es el encargado
del mantenimiento metabólico celular y de donde
parten dos tipos de prolongaciones, las dendritas que en algunos casos puede ser una extensa
red de ramificaciones encargadas de recibir información proveniente de otras neuronas, la ubicación de estas dendritas nos puede dar a entender una direccionalidad en la ruta de información. Los axones o también llamadas fibras nerviosas son prolongaciones especializadas en
conducir señales lejos del cuerpo celular, en algunos casos pueden ir de unos milímetros hasta
varios metros.
Estos axones por lo general corren a lo largo de
los tejidos en grupos denominados nervios, cada
axon puede a su vez dividirse en el ápice, permitiendo que su señal llegue simultáneamente a
muchas otras neuronas (por medio de las dendritas), glándulas o fibras musculares.
PROPIEDADES ELECTRICAS PASIVAS Y ACTIVAS DE LAS MEMBRANAS
El funcionamiento fisiológico neuronal depende
de las características de su membrana celular,
considerando que todas las células pueden conducir señales eléctricas, las membranas celulares poseen propiedades eléctricas pasivas tales
como la capacitancia y la resistencia, sin embargo las neuronas presentan también propiedades
eléctricas activas, que les permiten conducir señales eléctricas sin detrimento a lo largo del
axon.
Las propiedades pasivas de la membrana celular
de las neuronas, se pueden establecer mediante
un pulso de corriente a través de la membrana
para producir un cambio en el potencial de membrana (Vm), que es la diferencia de potencial
medido enter el espacio extracelular y el citoplasma, y cuyo valor se encuentra alrededor de
los -50mV a -70mV dependiendo del tipo de célula.
R = ΔVm /ΔI (3)
Sustituyendo 2 en 3 tenemos:
ΔVm
Rm = — X A
ΔI
2
Autor principal et al.: Titulo
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3