Potencial de acción: voltaxe, refractariedade e frecuencia

Un potencial de acción non se interpreta mirando só se unha liña sobe ou baixa. Cómpre saber que representa o eixe vertical, con que referencia se mide a voltaxe e que cambios de permeabilidade explican cada fase. Unha cifra máis negativa non significa que todos os ións se movan no mesmo sentido.

Esta práctica utiliza unha neurona hipotética e datos inventados. O obxectivo é ler unha gráfica, distinguir canles e bomba, e interpretar estímulos sucesivos. Non son valores universais de todas as células excitables nin unha guía de diagnóstico ou tratamento.

A referencia da voltaxe importa

Definimos o potencial de membrana como o potencial interior menos o exterior. Un valor de −70 mV significa que o interior está setenta milivoltios por debaixo da referencia exterior; non significa que non haxa cargas positivas no citoplasma.

Unha despolarización é un desprazamento cara a valores menos negativos ou máis positivos respecto do estado inicial. Unha hiperpolarización é o contrario. Repolarizar significa regresar cara ao potencial de repouso despois da despolarización.

No modelo neuronal empregado, a fase ascendente rápida está asociada á entrada de Na⁺ por canles dependentes de voltaxe. A inactivación desas canles e o aumento da saída de K⁺ contribúen á fase descendente. A bomba Na⁺/K⁺ mantén os gradientes a longo prazo; non debemos presentala como o mecanismo que produce directamente cada caída rápida da gráfica.

Podes contrastar a explicación xeral en OpenStax, comunicación neuronal. Para a distinción entre períodos refractarios e o papel das canles, consultamos tamén o manual universitario Neuroscience Online.

Exercicio 1: ler unha secuencia de voltaxes

Nun rexistro hipotético aparecen estes valores:

Tempo	Potencial interior menos exterior
0,0 ms	−70 mV
0,5 ms	−55 mV
1,0 ms	+30 mV
1,8 ms	−70 mV
2,5 ms	−80 mV
4,0 ms	−70 mV

O enunciado fixa −55 mV como limiar para iniciar a resposta neste modelo. Identifica despolarización, repolarización e hiperpolarización; calcula tamén a diferenza entre repouso e pico.

Entre −70 e −55 mV hai unha despolarización inicial de 15 mV. Desde −55 ata +30 mV continúa a subida rápida. O cambio total desde o repouso ata o pico é 30 − (−70) = 100 mV.

A baixada desde +30 ata −70 mV é repolarización cara ao repouso. O valor de −80 mV queda por baixo dos −70 mV iniciais: representa unha hiperpolarización de 10 mV respecto do repouso.

Non calculamos o pico como 30 − 70 = −40 mV: o repouso era negativo e debe conservar o seu signo na resta. Tampouco afirmamos que −80 mV signifique unha amplitude maior do pico positivo; estamos describindo outra parte da evolución.

Os valores illados non proporcionan por si mesmos as condutancias de cada canle. O enunciado e o modelo permiten relacionar as fases cos mecanismos, pero unha táboa de voltaxes non é unha medición directa do número de canles abertas.

Exercicio 2: estímulos sucesivos e refractariedade

Tras o primeiro potencial, ensaiamos un segundo estímulo en tres momentos. Os resultados son hipotéticos e medidos mantendo as demais condicións.

No momento A, nin o estímulo habitual nin un estímulo despolarizante maior producen un segundo potencial. O enunciado indica que as canles de Na⁺ responsables da resposta aínda non recuperaron a súa dispoñibilidade. A interpretación é período refractario absoluto.

No momento B, o estímulo habitual non produce resposta, pero un estímulo maior si. A interpretación é período refractario relativo: a excitabilidade está reducida, non completamente abolida. Non o clasifiques como absoluto só porque falle o primeiro estímulo.

No momento C, o estímulo habitual volve producir unha resposta comparable ao control. Isto indica recuperación da resposta nas condicións do ensaio. Non permite fixar unha duración universal da refractariedade para todas as neuronas.

A comparación separa dúas preguntas: se pode iniciarse outro potencial e que estímulo fai falta. Unha gráfica con hiperpolarización pode axudar a explicar unha parte do período relativo, pero non debemos identificar automaticamente toda hiperpolarización cunha imposibilidade absoluta de resposta.

Non utilizamos estes ensaios para recomendar estímulos sobre persoas. Son comparacións de datos dun modelo celular descrito polo problema.

Exercicio 3: amplitude fronte a frecuencia

Nun ensaio posterior, tres estímulos sostidos producen trens de potenciais durante unha ventá de 0,200 s. A condición A presenta 8 potenciais; B, 14; C, 20. Todos teñen no modelo o mesmo repouso de −70 mV e o mesmo pico de +30 mV.

As frecuencias medias observadas son número de eventos dividido polo tempo: A dá 8/0,200 = 40 s⁻¹; B dá 70 s⁻¹; C dá 100 s⁻¹. Aquí s⁻¹ describe eventos por segundo, non unha voltaxe.

A amplitude de repouso a pico segue sendo 100 mV nas tres condicións. Os datos mostran un cambio na frecuencia de descarga, non potenciais individuais de amplitude dobre ou tripla.

Entre A e C, a frecuencia multiplicouse por 2,5. O incremento relativo é (100 − 40)/40 × 100 = 150 %. Distingue este incremento do cociente: dicir 250 % de incremento confundiría o valor final relativo co aumento.

O reconto nunha ventá non determina exactamente todos os intervalos entre eventos. Se se pedise a distribución temporal, necesitaríamos as marcas individuais. Tampouco proba que a frecuencia medre sen límite ao aumentar un estímulo: a refractariedade e outras propiedades restrinxen a resposta.

Unha explicación que nomee o mecanismo correcto

Relaciona cada conclusión co dato que a sostén. A voltaxe permite describir fases; a comparación de estímulos informa sobre refractariedade; o reconto temporal permite calcular frecuencia. Ningunha desas variables é un sinónimo das outras.

O repaso de Bioloxía para Galicia axuda a situar o estudo celular. Na libreta de erros, separa “máis negativo”, “non responde a ningún estímulo” e “responde só a un estímulo maior”.

Preguntas frecuentes

Un estímulo máis intenso produce sempre un potencial de maior amplitude?

Non no modelo de resposta todo ou nada empregado. Pode cambiar a frecuencia de descarga sen aumentar a amplitude de cada potencial.

A bomba Na⁺/K⁺ causa directamente a repolarización rápida?

Non neste modelo. A inactivación de canles de Na⁺ e a saída de K⁺ explican a fase rápida; a bomba mantén os gradientes a longo prazo.

Fallar ante un estímulo demostra período refractario absoluto?

Non. No período relativo pode fallar o estímulo habitual e responderse a outro maior; cómpre comparar as condicións indicadas.

Separa voltaxe, dispoñibilidade das canles e frecuencia

Refai os tres exercicios escribindo a variable e a unidade de cada resultado. Explica que información adicional pedirías para pasar dunha táboa de voltaxes a unha conclusión sobre canles.

Para continuar traballando interpretación celular, consulta Bioloxía para Galicia e revisa os contidos, o prezo e as condicións actuais de compra. As orientacións da convocatoria deben consultarse por separado.