Ley de todo o nada

En fisiología, la ley del todo o nada (a veces llamada el principio del todo o nada o ley del todo o nada) es el principio según el cual si se estimula una sola fibra nerviosa, siempre dará una respuesta máxima y producirá un impulso eléctrico de una sola amplitud. Si se aumenta la intensidad o la duración del estímulo, la altura del impulso permanecerá igual. La fibra nerviosa dará una respuesta máxima o no dará ninguna respuesta.

Fue establecido por primera vez por el fisiólogo estadounidense Henry Pickering Bowditch en 1871 para la contracción del músculo cardíaco.

Un shock de inducción produce una contracción o no lo hace según su fuerza; si lo hace en absoluto, produce la mayor contracción que puede producirse por cualquier fuerza de estímulo en la condición del músculo en el momento.

Más tarde, en 1909, Keith Lucas descubrió que este principio estaba presente en el músculo esquelético. Las fibras individuales de los nervios también responden a la estimulación según el principio de todo o nada.

El primer registro de aislamiento de un potencial de acción individual lo realizó Edgar Adrian en 1925 a partir de un conjunto de fibras musculares transversales. Utilizando un amplificador de válvula de triodo termoiónico con amplificación 1850, Adrian notó que cuando se dejaba colgando la preparación muscular, producía oscilaciones; sin embargo, cuando se la sostenía, no se producía tal actividad. Más tarde, con la ayuda de Yngve Zotterman, Adrian aisló y estimuló una fibra sensorial. Los impulsos externos sobre la fibra eran uniformes: "tan simples como los puntos del código Morse". Se manipuló la fuerza del estímulo y se midió la frecuencia resultante, lo que produjo una relación donde f∝sn.

La magnitud del potencial de acción que se genera en una fibra nerviosa individual es independiente de la fuerza del estímulo excitador, siempre que este sea adecuado. Un estímulo eléctrico de una fuerza inferior al umbral no produce un potencial de pico propagado. Si es de una fuerza igual o superior al umbral, se genera un pico (un impulso nervioso) de máxima magnitud. O bien la fibra individual no responde con la producción de picos, o bien responde al máximo de su capacidad en las condiciones del momento. Esta propiedad de la fibra nerviosa individual se denomina relación de todo o nada. Esta relación sólo es válida para la unidad de tejido; para el tejido nervioso, la unidad es la célula nerviosa, para el músculo esquelético, la unidad es la fibra muscular individual y para el corazón, la unidad son las aurículas enteras o los ventrículos enteros.

Sin embargo, los estímulos demasiado débiles para producir un pico sí generan un electrotono local, y la magnitud del potencial electrónico aumenta progresivamente con la fuerza del estímulo, hasta que se genera un pico. Esto demuestra la relación de todo o nada en la producción de picos.

El caso anterior se refiere a la respuesta de una sola fibra nerviosa. Si se estimula un tronco nervioso, a medida que el estímulo excitador aumenta progresivamente por encima de un umbral, responde un mayor número de fibras. El estímulo mínimo efectivo (es decir, el umbral) es adecuado sólo para fibras de alta excitabilidad, pero un estímulo más fuerte excita todas las fibras nerviosas. Aumentar aún más el estímulo aumenta la respuesta de todo el nervio.

El músculo cardíaco es excitable, es decir, responde a los estímulos externos contrayéndose. Si el estímulo externo es demasiado débil, no se obtiene ninguna respuesta; si el estímulo es adecuado, el corazón responde lo mejor que puede. En consecuencia, las aurículas o los ventrículos se comportan como una sola unidad, de modo que un estímulo adecuado produce normalmente una contracción completa de las aurículas o los ventrículos. La fuerza de la contracción obtenida depende del estado en el que se encuentren las fibras musculares. En el caso de las fibras musculares, la fibra muscular individual no responde en absoluto si el estímulo es demasiado débil. Sin embargo, responde al máximo cuando el estímulo aumenta hasta el umbral. La contracción no aumenta si la fuerza del estímulo aumenta aún más. Los estímulos más fuertes hacen que más fibras musculares entren en acción y, por lo tanto, la tensión de un músculo aumenta a medida que aumenta la fuerza del estímulo aplicado.

• Función de activación