Los potenciales graduados son cambios en el potencial de membrana que varían según el tamaño del estímulo, en lugar de ser de todo o nada . Incluyen diversos potenciales, como potenciales de receptor , potenciales electrotónicos , oscilaciones de potencial de membrana subumbral , potenciales 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 activados por ligando y disminuyen con el tiempo y el espacio. [1] Por lo general, no involucran canales de sodio y potasio dependientes de voltaje , sino que pueden ser producidos por neurotransmisores que se liberan en las sinapsis que activan los canales iónicos regulados por ligando. [2] Ocurren en la dendrita postsináptica en respuesta a la activación de las neuronas presinápticas y la liberación de neurotransmisores , o pueden ocurrir en el músculo esquelético , liso o cardíaco en respuesta a la entrada de nervios . Estos impulsos son incrementales y pueden ser excitadores o inhibidores.
Los potenciales graduados suelen producirse en las dendritas de una neurona donde no hay canales 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 en la conformación, lo que activa el receptor para interactuar con las proteínas. Esta reacción activa la apertura de canales iónicos, lo que da como resultado 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 inhibidora. [3]
Los potenciales graduados que hacen que el potencial de membrana sea menos negativo o más positivo, lo que hace que la célula postsináptica tenga más probabilidades de tener un potencial de acción , se denominan potenciales postsinápticos excitadores (EPSP). [4] Los potenciales locales despolarizantes se suman, y si el voltaje alcanza el potencial umbral , se produce un potencial de acción en esa celda.
Los EPSP son causados por la entrada de Na + o Ca 2+ desde el espacio extracelular hacia la neurona o la célula muscular. Cuando la neurona presináptica tiene un potencial de acción, el Ca 2+ ingresa al terminal del axón a través de canales de calcio dependientes de voltaje y provoca la exocitosis de las vesículas sinápticas , lo que provoca la liberación del neurotransmisor. El transmisor se difunde a través de la hendidura sináptica y activa canales iónicos activados 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 posteriormente se repolariza a su potencial de membrana en reposo . Esto muestra 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 ocurre cuando los potenciales graduados dentro de la célula postsináptica ocurren tan rápidamente que se acumulan entre sí antes de que los anteriores se desvanezcan. La suma espacial ocurre cuando los potenciales postsinápticos de sinapsis adyacentes en la célula ocurren simultáneamente y se suman. Un potencial de acción ocurre cuando los EPSP sumados, menos los IPSP sumados, en un área de la membrana alcanzan el potencial umbral de la célula.