La refractariedad es la propiedad fundamental de cualquier objeto de naturaleza autoonda (especialmente un medio excitable ) que no responde a los estímulos, si el objeto permanece en el estado refractario específico . En sentido común, el período refractario es el tiempo de recuperación característico, un período que está asociado con el movimiento del punto de imagen en la rama izquierda de la isoclina [B: 1] (para más detalles, ver también Reacción-difusión y Diferencial parcial parabólica ecuación ).
En fisiología , [B: 2] un período refractario es un período de tiempo durante el cual un órgano o célula es incapaz de repetir una acción particular, o (más precisamente) la cantidad de tiempo que tarda una membrana excitable en estar lista para una acción. segundo estímulo una vez que vuelve a su estado de reposo tras una excitación. Se refiere más comúnmente a células musculares o neuronas excitables eléctricamente. El período refractario absoluto corresponde a la despolarización y la repolarización, mientras que el período refractario relativo corresponde a la hiperpolarización.
Después del inicio de un potencial de acción, el período refractario se define de dos maneras: el período refractario absoluto coincide con casi toda la duración del potencial de acción. En las neuronas , se produce por la inactivación de los canales de Na + que originalmente se abrieron para despolarizar la membrana. Estos canales permanecen inactivados hasta que la membrana se hiperpolariza. Luego, los canales se cierran, se desactivan y recuperan su capacidad de abrirse en respuesta al estímulo.
El período refractario relativo sigue inmediatamente al absoluto. A medida que los canales de potasio dependientes de voltaje se abren para terminar el potencial de acción mediante la repolarización de la membrana, la conductancia del potasio de la membrana aumenta dramáticamente. Los iones K + que salen de la célula acercan el potencial de membrana al potencial de equilibrio del potasio. Esto provoca una breve hiperpolarización de la membrana, es decir, el potencial de membrana se vuelve transitoriamente más negativo que el potencial de reposo normal. Hasta que la conductancia del potasio vuelva al valor de reposo, se necesitará un estímulo mayor para alcanzar el umbral de inicio de una segunda despolarización. El retorno al potencial de reposo de equilibrio marca el final del período refractario relativo.
El período refractario en fisiología cardíaca está relacionado con las corrientes iónicas que, tanto en las células cardíacas como en las nerviosas, entran y salen libremente de la célula. El flujo de iones se traduce en un cambio en el voltaje del interior de la célula con respecto al espacio extracelular. Al igual que en las células nerviosas, este cambio característico de voltaje se denomina potencial de acción. A diferencia de lo que ocurre en las células nerviosas, la duración del potencial de acción cardíaco se acerca a los 100 ms (con variaciones según el tipo de célula, el tono autónomo, etc.). Después de que se inicia un potencial de acción, la célula cardíaca es incapaz de iniciar otro potencial de acción durante un período de tiempo (que es ligeramente más corto que la duración "verdadera" del potencial de acción). Este período de tiempo se conoce como período refractario, tiene una duración de 250 ms y ayuda a proteger el corazón.
En el sentido clásico, el período refractario cardíaco se divide en un período refractario absoluto y un período refractario relativo. Durante el período refractario absoluto no se puede provocar un nuevo potencial de acción. Durante el período refractario relativo, se puede provocar un nuevo potencial de acción en las circunstancias correctas.
El período refractario cardíaco puede resultar en diferentes formas de reentrada , que son causa de taquicardia. [1] [B: 3] Los vórtices de excitación en el miocardio ( vórtices de ondas automáticas ) son una forma de reentrada . Estos vórtices pueden ser un mecanismo de arritmias cardíacas potencialmente mortales. En particular, el reverberador de ondas automáticas , más comúnmente conocido como ondas espirales o rotores, se puede encontrar dentro de las aurículas y puede ser una causa de fibrilación auricular.
El período refractario en una neurona ocurre después de un potencial de acción y generalmente dura un milisegundo. Un potencial de acción consta de tres fases.
La primera fase es la despolarización. Durante la despolarización, los canales iónicos de sodio dependientes de voltaje se abren, lo que aumenta la conductancia de la membrana de la neurona para los iones de sodio y despolariza el potencial de membrana de la célula (desde típicamente -70 mV hacia un potencial positivo). En otras palabras, la membrana se vuelve menos negativa. Una vez que el potencial alcanza el umbral de activación (-55 mV), la neurona impulsa activamente la despolarización y sobrepasa el potencial de equilibrio de una membrana activada (+30 mV).
La segunda fase es la repolarización. Durante la repolarización, los canales iónicos de sodio dependientes de voltaje se inactivan (a diferencia del estado cerrado) debido a la membrana ahora despolarizada, y los canales de potasio dependientes de voltaje se activan (se abren). Tanto la inactivación de los canales iónicos de sodio como la apertura de los canales iónicos de potasio actúan para repolarizar el potencial de membrana de la célula de nuevo a su potencial de membrana en reposo.
Cuando el voltaje de la membrana celular supera su potencial de membrana en reposo (cerca de -60 mV), la célula entra en una fase de hiperpolarización. Esto se debe a una conductancia del potasio mayor que la del potasio en reposo a través de la membrana celular. Esta conductancia del potasio finalmente disminuye y la célula vuelve a su potencial de membrana en reposo.
Investigaciones recientes han demostrado que los períodos refractarios neuronales pueden superar los 20 milisegundos. Además, se cuestionó la relación entre la hiperpolarización y la refractaria neuronal, ya que se observaron períodos refractarios neuronales para las neuronas que no exhiben hiperpolarización. [2] [3] Se demostró que el período refractario neuronal depende del origen de la señal de entrada a la neurona, así como de la actividad de pico anterior de la neurona. [3]
Los períodos refractarios se deben a la propiedad de inactivación de los canales de sodio dependientes de voltaje y al retraso de los canales de potasio en su cierre. Los canales de sodio dependientes de voltaje tienen dos mecanismos de activación, el mecanismo de activación que abre el canal con despolarización y el mecanismo de inactivación que cierra el canal con repolarización. Mientras el canal esté en estado inactivo, no se abrirá en respuesta a la despolarización. El período en el que la mayoría de los canales de sodio permanecen en estado inactivo es el período refractario absoluto. Después de este período, hay suficientes canales de sodio activados por voltaje en estado cerrado (activo) para responder a la despolarización. Sin embargo, los canales de potasio dependientes de voltaje que se abrieron en respuesta a la repolarización no se cierran tan rápidamente como los canales de sodio dependientes de voltaje; para volver al estado cerrado activo. Durante este tiempo, la conductancia adicional de potasio significa que la membrana se encuentra en un umbral más alto y requerirá un estímulo mayor para provocar que se activen los potenciales de acción. En otras palabras, debido a que el potencial de membrana dentro del axón se vuelve cada vez más negativo en relación con el exterior de la membrana, se requerirá un estímulo más fuerte para alcanzar el voltaje umbral y, por lo tanto, iniciar otro potencial de acción. Este período es el período refractario relativo.
El potencial de acción muscular dura aproximadamente de 2 a 4 ms y el período refractario absoluto es de aproximadamente 1 a 3 ms, más corto que el de otras células.
