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potenciales de membrana y potenciales de accion, Guyton, A. C. (1991).…
potenciales de membrana y potenciales de accion
fisica elemental de los potencia les de membrana
potenciales de membrana creados por difusión
una diferencia de concentración de iones a traves la membrana permeable selectiva puede, en las condiciones correctas , crear un potencial de membrana
la magnitud del potencial de nernst es determinado por el cociente de las concentraciones de un ion en especifico en ambos lados de la membrana
medición del potencial de membrana
el método para medir el potencial pareciera ser fácil , aunque en el la practica no es así, este se realiza con una pequeña pipeta de KCI que se inserta en el interior de la fibra a la vez un electrodo en los líquidos intersticiales y así medir el potencial de membrana
la membrana celular como condensador electrico
el que la membrana termine funcionando como condensador eléctrico va muy bien para crear un potencial negativo al interior de la célula, pues solo deben de transportarse al exterior los iones positivos suficientes para desarrollar la capa bipolar eléctrica de la membrana
potencial de reposo de la membrana nerviosa
bomba sodio-potasio
se trata de una bomba electrogena, por el echo de mover mas cargas positiva hacia fuera que hacia dentro , esto provoca una carga negativa en el lado interno de la membrana
fuga de potasio y sodio
los canales de fuga promueven una diferencia de permeabilidad importante para determinar el valor del potencial normal de reposo de la membrana
origen del potencial normal del la mebrana en reposo
contribucion del potencial de difusion del potasio
el potencial de difusión causado por el potasio es de -94 mV
contribución de la difusión de sodio a través de la membrana nerviosa
el potencial calculado para en interior de la membrana es de +61 mV
contribución de la bomba sodio potasio
En sí mismo, los potenciales de difusión producidos por la difusión de potasio y sodio darían origen a un potencial de membrana cerca de los -86mV, Debidos casi en su mayor parte a la difusión de potasio, Además, la bomba electrógena de sodio-potasio contribuye al potencial de membrana con otros -4mV, Lo que daría un potencial neto de la membrana en reposo de -90mV
potencial de accion nerviosa
tapa de reposo
Se dice que la membrana está polarizada en esta etapa porque su potencial posee un valor fuertemente negativo
etapa de despolarización
Desaparece el Estado polarizado normal de -90 mV , mientras que el potencial va aumentando rápidamente en dirección positiva. Esto es porque la membrana se hace repentinamente muy permeable para los iones de sodio.
etapa de repolarización
En el momento que sucede una difusión rápida hacia el exterior de iones de potasio, se restablece el potencial normal negativo de la membrana en reposo. A esto se le denomina repolarización.
canales para sodio y potasio con compuerta operada por voltaje
Los canales para sodio y para potasio, con compuerta operada por voltaje, son el factor principal en la producción del a despolarización y la re polarización de la membrana durante el potencial de acción.
activación e inactivación del canal para sodio
activación
Cuando el potencial de membrana se hace menos negativo que durante el estado de reposo. Si induce a un cambio de conformación súbito en la compuerta de activación, llevándola a su estado de apertura.
inactivación
El mismo voltaje que abre la puerta de activación también cierra la de inactivación. El cambio de conformación que lleva la compuerta inactivación a la posición de cierre es un proceso más lento. La compuerta de inactivación no se vuelve a abrir hasta que el potencial de membrana recuperado se aproxima a su valor normal de reposo.
activación por voltaje de los canales de potasio
reposo
Durante el estado de reposo la compuerta se mantiene cerrada. De forma que evita el paso hacia el exterior de iones de potasio
potencial de accion
Durante potencial de acción el cambio de voltaje provoca un cambio de conformación lento que abre la compuerta y permite la difusión de potasio hacia afuera del canal.
funciones de otros iones durante el potencial de accion
aniones
Dado que no pueden abandonar el axón, cualquier déficit de iones positivos en el interior de la membrana dejará un exceso de iones impermeables negativos, por tanto, estos iones son los responsables de la carga negativa del interior de la fibra cuando hay déficit de iones de potasio y otros iones positivos.
iones de calcio
en la membrana de un gran numero de células hay bombas de calcio que bombea iones de calcio desde adentro hacia afuera, también existen canales de calcio con compuerta operada por voltaje , solo se activan muy lentamente , son numerosos en musculo liso y cardiaco , son importantes sobre el valor del voltaje al que se activan los canales de sodio
iones de cloro
escapan por la membrana en reposo, su velocidad de difusión es la mitad de de rápida que la de los iones dwe potasio , esto por que son mas pasivos en el proceso
comienzo del potencial de accion
umbral del comienzo de potencial de accion
una elevación repentina del potencial de membrana desde -90mV hast acerca de -65 mV inducirá al desarrollo explosivo del potencial de accion
acomodación de la membrana
se requiere un umbral mayor de excitación para producir descargas y en ocasiones aunque los voltajes lleguen al cero o a valores positivos la descarga se llega a interrumpir por completo la descarga
propagación del potencial de accion
un potencial de accion que sucede en un punto cualquiera de una membrana excitable suele excitar porciones adyacentes de la misma
dirección de propagación
el potencial de accion puede viajar en ambas direcciones desde el punto de estimulo , incluso por todas las ramas de una fibra nerviosa
ley del todo o nada
esta ley se cumple en todos los tejidos excitables normales , en ocasiones el potencial de accion alcanza zonas en las no se genere el voltaje para estimular la zona siguiente
importancia del metabolismo energético
una característica de la ATPasa-bomba de sodio-potasio es que su grado de actividad se estimula intensamente cuando se eleva la concentración de iones de sodio , el proceso de la recarga de la fibra nerviosa es metabólicamente activa , utilizando la energía del sistema celular de la adenosintrifosfato
meseta de algunos potenciales de accion
la activación de los canales lentos, que son los canales de calcio explica la parte de la meseta, esta es cuando la membrana no se repolariza rápidamente haciendo que el potencial de accion se mantenga en esta meseta a nivel de la espiga , es decir , el mas alto
descarga repetitiva
son descargas rítmicas que se responsabilizan del latido rítmico del musculo cardiaco, acciones neuronales y etc
el proceso de reexcitacion necesario para la ritmicidad
para que suceda la ritmicidad en la membrana de ser permeable a los iones de sodio , o de calcio (por donde también pasa sodio)
1)los iones se sodio fluyen al interior
2)aumenta la permeabilidad de la membrana
3)fluyen todavía mas iones de sodio y calcio al interior
4) la permeabilidad va en ascenso continuamente para crear un proceso regenerativo de apertura de canales de sodio y potasio que culmina con el potencial de accion
Guyton, A. C. (1991). Tratado de fisiologia medica 8 Ed (8.a ed.). Interamericana.
capitulo 5