Los potenciales graduados son cambios en el potencial de membrana que varían según el tamaño del estímulo, en lugar de ser todo o nada . Incluyen diversos potenciales como potenciales de receptor , potenciales electrotónicos , oscilaciones de 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 del canal iónico controladas por ligando y disminuyen con el tiempo y el espacio. [1] Por lo general, no involucran canales de sodio y potasio controlados por voltaje , sino que pueden ser producidos por neurotransmisores que se liberan en las sinapsis que activan los canales iónicos controlados por ligando. [2] Ocurren en la dendrita postsináptica en respuesta a la activación de la neurona presináptica y la liberación de neurotransmisor , 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 dependientes del voltaje. Son cambios localizados en el potencial de membrana en respuesta a un estímulo, como la unión de neurotransmisores al receptor. Esta unión provoca un cambio en la conformación, que activa el receptor para interactuar con las proteínas. Esta reacción activa la apertura de los canales iónicos, lo que da como resultado el movimiento de iones Na+, K+, Ca2+ o Cl- a través de la membrana, lo que produce potenciales graduados. A diferencia de los potenciales de acción, los potenciales graduados permanecen en el área donde se produjo la estimulación y cada sinapsis será excitatoria o inhibidora. [3]
Los potenciales graduados que hacen que el potencial de membrana sea menos negativo o más positivo, lo que aumenta la probabilidad de que la célula postsináptica tenga un potencial de acción , se denominan potenciales postsinápticos excitatorios (PSPE). [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 EPSP son causados por la entrada de Na + o Ca2 + desde el espacio extracelular hacia la neurona o célula muscular. Cuando la neurona presináptica tiene un potencial de acción, el Ca2 + ingresa a la terminal axónica a través de canales de calcio dependientes de voltaje y provoca la exocitosis de vesículas sinápticas , lo que hace que se libere el neurotransmisor. El transmisor se difunde a través de la hendidura sináptica y activa canales iónicos controlados por ligando que median el EPSP. La amplitud del EPSP es directamente proporcional al número de vesículas sinápticas que se liberaron.
Si el EPSP no es lo suficientemente grande como para desencadenar un potencial de acción, la membrana se repolariza posteriormente hasta alcanzar 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 hacen que la célula postsináptica tenga menos probabilidades de tener un potencial de acción se denominan potenciales postsinápticos inhibidores (IPSP). La hiperpolarización de las membranas es causada por la entrada de Cl − o la salida de K + . Al igual que con los EPSP, la amplitud del IPSP es directamente proporcional al número de vesículas sinápticas que se liberaron. [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 suma temporal se produce cuando los potenciales graduados dentro de la célula postsináptica se producen tan rápidamente que se acumulan entre sí antes de que los anteriores desaparezcan. La suma espacial se produce cuando los potenciales postsinápticos de las sinapsis adyacentes de la célula se producen simultáneamente y se suman. Un potencial de acción se produce cuando los potenciales postsinápticos sumados, menos los potenciales postsinápticos sumados, en un área de la membrana alcanzan el potencial umbral de la célula.