Axolema

En neurociencia, el axolema (del griego lema 'membrana, envoltura' y 'axo-' de axón ) es la membrana celular de un axón, la rama de una neurona a través de la cual se transmiten señales (potenciales de acción). El axolema es una membrana bilipídica de tres capas. Bajo las preparaciones estándar del microscopio electrónico, la estructura tiene aproximadamente 8 nanómetros de espesor.

Composición

El armazón esquelético de esta estructura está formado por un espectro de disposición hexagonal o pentagonal en el interior de la membrana celular, así como actina conectada a la transmembrana. La matriz celular métrica está unida al citoesqueleto mediante proteínas transmembrana, incluida la integrina β1, a través del esqueleto de la membrana. El axolema es una membrana bicapa de fosfolípidos y los iones/partículas cargadas no pueden atravesarla directamente. En cambio, se requieren proteínas transmembrana, como bombas de iones especializadas dependientes de energía (la bomba de sodio/potasio) y canales iónicos (canales activados por ligando, canales activados mecánicamente, canales activados por voltaje y canales de fuga) que se encuentran dentro del axolema. ayudar a estos iones/partículas cargadas a través de la membrana y generar potenciales transmembrana que generarán un potencial de acción.

Función

La responsabilidad principal de las membranas celulares, incluidas las que rodean el axón, es regular lo que entra y lo que sale de la célula. El axolema juega un papel importante en el sistema nervioso, específicamente en las vías de sensación, integración y respuesta dentro del sistema nervioso. La comunicación entre las neuronas del sistema nervioso se basa en membranas excitables, especialmente el axolema. El axolema es responsable de transmitir señales entre la neurona y sus células de Schwann. Estas señales controlan las funciones proliferativas y productoras de mielina de las células de Schwann y también desempeñan un papel en la regulación del tamaño del axón.

El papel de los axolemas en la generación de potenciales de acción

Las variaciones en el estado eléctrico del axolema se conocen como potencial de membrana; un potencial es la distribución de carga entre el interior y el exterior de la célula, que se mide en milivoltios (mV). Las proteínas transmembrana mantienen la concentración de iones dentro de la célula y la concentración de iones fuera de la célula relativamente equilibrada, con una carga neutra neta, pero si se produce una diferencia de carga justo en la superficie del axolema, ya sea interna o externamente, las señales eléctricas , como los potenciales de acción, pueden generarse.

Cuando la célula, o axón, está en reposo, la concentración de sodio (Na⁺) fuera de la célula es mayor que la concentración de Na⁺ dentro de ella. la célula, y la concentración de potasio (K⁺) dentro de la célula es mayor que la concentración de K⁺ fuera de la célula. Esta diferencia de carga se conoce como potencial de membrana en reposo, que se mide a -70 mV.

La apertura de canales dentro del axolema permite que el Na⁺ fluya a lo largo de su gradiente de concentración y entre en la célula. Na⁺ es un ion con carga positiva, por lo que el influjo de Na⁺ hace que el potencial de membrana se mueva hacia cero. Esto se conoce como despolarización. Sin embargo, el gradiente de concentración de Na⁺ es lo suficientemente fuerte como para permitir que Na⁺ fluya hacia el interior de la célula hasta que el potencial de membrana alcance +30 mV.

El potencial de membrana que alcanza +30 mV y la concentración de Na⁺ tan alta provocan que se abran otros canales dependientes de voltaje, que son específicos del K⁺. . Luego, K⁺ fluye a favor de su gradiente de concentración y sale de la célula. Dado que el K⁺ cargado positivamente sale de la célula, el potencial de membrana vuelve a descender hacia su potencial de membrana en reposo. El movimiento del voltaje de la membrana hacia -70 mV se denomina repolarización. Sin embargo, la repolarización sobrepasa el potencial de membrana en reposo, porque los canales de K⁺ experimentan un retraso al cerrarse, lo que provoca un período de hiperpolarización.

Este cambio en la carga, el voltaje y el potencial de membrana genera una señal eléctrica denominada potencial de acción. Los potenciales de acción se utilizan para la comunicación entre neuronas dentro del tejido nervioso.