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Las neuronas son complicadas. Su asombroso funcionamiento y estructura todavía guarda numerosos secretos para nosotros. Observarlas es observar en una millonésima parte del espacio toda la complejidad que la naturaleza es capaz de crear con el paso del tiempo. Hoy nos detenemos a ver un pequeño ingenio que la naturaleza seleccionó para hacer de algunas de nuestras neuronas (no todas) células más eficientes y capaces de conducir los impulsos eléctricos a gran velocidad: los nódulos de Ranvier. Aquí los vemos en todo su pequeño esplendor al microscopio:

nódulos de ranvier

Imagen al microscopio de un nódulo de Ranvier

Un repaso a la generación de potenciales de acción

Vamos a recordar someramente cómo las neuronas generan potenciales de acción y cómo este se propaga a lo largo del axón para comprender la importancia de los nódulos de Ranvier.

Nódulos de Ranvier

Las neuronas se “bañan” en un entorno iónico de carga diferente a la que encierran. Es decir, mientras que el espacio intracelular cuenta con una carga, el espacio extracelular cuenta con otra. Ambas cargas las separa y mantiene la membrana neuronal, la cual en condiciones de reposo no es permeable en cantidades sensibles a los iones. En reposo, los iones que componen la carga interior neuronal “no pueden escapar” ni los del exterior pueden entrar, por lo que las neuronas se hallan en un equilibrio electroquímico denominado potencial de membrana de reposo (normalmente unos -70mv).

Pero esta impermeabilidad no es perfecta ni inquebrantable. La membrana neuronal está “salpicada” por canales iónicos, normalmente proteínas, que en las condiciones adecuadas son capaces de abrirse y dejar salir y entrar a los iones selectivamente. ¿Qué condiciones son estas? Grosso modo, los canales pueden abrirse debido a la acción de neurotransmisores o al cambio en el potencial eléctrico de la membrana.

Cuando los canales se abren, comienza la acción. Los canales iónicos permiten el paso al interior celular, en su mayoría, de iones de sodio (Na+). La carga positiva que trae esta corriente hace que el interior neuronal pase a estar cada vez más positivamente cargado, por lo que el potencial de membrana se va tornando rápidamente positivo, por lo que cada vez más canales iónicos se abren. Cuando llega un punto de carga denominado umbral de acción (threshold, normalmente a -55mv) y debido a este efecto sumatorio, el potencial de membrana se torna súbitamente positivo, alcanzando en torno a los 100 mv. El potencial de acción se ha generado.

Un repaso a la propagación de los potenciales de acción

Nódulos de Ranvier

Ahora que el potencial de acción o spike se ha disparado, ¿cómo circula este a lo largo del axón? Esto se debe básicamente a dos fuerzas de naturaleza eléctrica: la fuerza electrostática y de difusión. La fuerza electrostática es aquella fuerza “que hace” que una carga positiva sea atraída por una negativa y que del mismo signo se repelen. La difusión es aquella que hace que las partículas se desplacen de las zonas de mayor concentración a las de menor concentración (digamos que se diluyan en el entorno).

Cuando ha ocurrido un potencial de acción en un punto de la membrana neuronal (normalmente el centro más excitable de la neurona es el punto que une el cuerpo neuronal con el axón), lo que tenemos es una alta concentración de iones positivos en ese espacio neuronal. Debido a las fuerzas antes descritas, estos iones no se quedan estáticos sino que se desplazan hacia las zonas de menor concentración de iones y de cargas negativas, esto es, a lo largo del axón. Este desplazamiento cambia el potencial de membrana de las áreas adyacentes, lo cual permite que nuevos canales iónicos se abran hasta alcanzar, de nuevo, el potencial de acción en otro punto de la neurona, y así sucesivamente a lo largo del axón.

Es en este punto donde comienza la importancia de los pequeños nódulos de Ranvier.

Los nódulos de Ranvier y la velocidad de conducción

Los nódulos de Ranvier existen debido a que los axones de ciertas neuronas están recubiertas de una sustancia denominada mielina. Esta sustancia las recubre de una manera especial: en forma de vaina, es decir, como una especie de cadena. Si tenemos que imaginar estas vainas como algo corriente, podemos imaginarlas como un collar de macarrones: el axón sería el cordón y los macarrones serían las vainas de mielina. ¿Y los nódulos de Ranvier? Los nódulos de Ranvier serían el espacio de hilo que queda entre vaina y vaina (o entre macarrón y macarrón).

La función de las vainas de mielina y de los consecuentes nódulos de Ranvier es faciiltar la conducción y optimizar el consumo energético. Las vainas, por así decirlo, aislan los fragmentos del axón que recubren, de modo que impiden la entrada y salida de iones en esos tramos. Lo más ingenioso de estas vainas y de los nódulos de Ranvier que están entre ellas es que cubren la distancia suficente para optimizar la transmisión del impulso sin que este se pierda.

Nódulos de Ranvier

La conducción saltatoria supone una mayor velocidad y ahorro energético frente a la conducción continua.

Si el axón estuviese completamente recubierto por mielina, los iones de sodio que “portan” el impulso nervioso se diseminarían a lo largo del axón, por lo que el potencial de acción se perdería. En los nódulos de Ranvier, en cambio, el potencial de acción es capaz de “regenerarse”: al existir en ellos canales iónicos, los iones positivos que se han diseminado por el fragmento mielinizado anterior son capaces de despolarizar (“positivizar”) este fragmento de membrana y abrir con ello esos canales que permiten la entrada de nuevos iones al interior neuronal, regenerándose así el potencial de acción.

Así, gracias a estas “estaciones de repuesto” que son los nódulos de Ranvier, el potencial de acción llega a su destino (la siguiente neurona del circuíto o célula diana) con una mínima pérdida de potencia y alta velocidad.

Gracias a los nódulos de Ranvier puedes decir que tus neuronas transmiten impulsos a mayor velocidad que la de un Ferrari. Estos pequeños espacios son toda una muestra de las imaginativas soluciones que da la naturaleza a los problemas que se le plantean.

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