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POTENCIALES DE MEMBRANA Y POTENCIALES DE ACCIÓN, image, image, image,…
POTENCIALES DE MEMBRANA Y POTENCIALES DE ACCIÓN
EXCITACIÓN: EL PROCESO DE GENERACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN
UMBRAL DE EXCITACIÓN Y POTENCIALES LOCALES AGUDOS
Estímulo eléctrico negativo débil
Puede no ser capaz de excitar una fibra
Aumenta el voltaje del estímulo
Llega un punto donde se produce la excitación
Efectos de estímulos de intensidad progresiva
Punto A
Estímulo muy débil
Potencia de membrana cambia de -70 a -65mV
Punto B
Estímulo mayor
Altera el potencial de membrana hasta 1 ms o más
Punto C
Estímulo más intenso
Potencial local alcanzo el nivel umbral
Período de latencia
Punto D
Estímulo aun más intenso
Potencial local agudo más intenso
Potencial de acción se produce después de un periodo de latencia
PERÍODO REFRACTORIO TRAS UN POTENCIAL DE ACCIÓN
No se puede producir un nuevo potencial de acción en una fibra excitable
Mientras la membrana siga despolarizada
Inactivan los canales de sodio
Ninguna magnitud abrirá las compuertas de inactivación
Período refractario absoluto
No se puede general un segundo potencial de acción
Fibras nerviosas mielinizadas grandes
Este período es de aprox. 1/2.500 s
Puede transmitir un apróx. de 2500 impulsos por segundo
PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN
se genera desde el cuerpo celular de la neurona hacia sus terminales axónicos. Esto se debe a que la despolarización de la membrana
la velocidad de propagación del potencial de acción depende de la mielinización del axón
es un proceso clave en la transmisión de señales eléctricas en el sistema nervioso
se produce de manera unidireccional
La propagación del potencial de acción se produce de manera unidireccional
ESTABLECIMIENTO DE LOS GRADIENTE
diferencia de concentración o presiónuna diferencia de concentración o presión entre procesos como la difusión activo la osmosis, el transporte activo y el gradiente eléctrico.
Difusión activo
Ejemplo
las moléculas se mueven desde una región de alta concentración a una región de baja concentración, hasta que se alcanza un equilibrio
La osmosis
Ejemplo
el movimiento de agua a través de una membrana semipermeable depende de la concentración de solutos en cada lado de la membrana
transporte activo
Ejemplo
las células pueden bombear iones de sodio fuera de la célula y iones de potasio hacia adentro, utilizando ATP como fuente de energía
Gradiente Electrico
Ejemplo
establece por la distribución de cargas eléctricas en una membrana celular, lo que permite la transmisión de señales nerviosas y la contracción muscular
el establecimiento de gradientes es crucial para muchas funciones fisiológicas, desde la respiración y la digestión hasta la transmisión nerviosa y la contracción muscular
MESETA EN ALGUNOS POTENCIALES
fase prolongada de un potencial de acción neuronal o muscular
se encuentra comúnmente en las células del músculo cardíaco y en algunas neuronas
músculo cardíaco
produce como resultado de una lenta entrada de iones de calcio y una salida reducida de potasio de las células musculares
prolonga la duración del potencial de acción y permite una contracción sostenida del músculo cardíaco
neuronas
entrada prolongada de iones de calcio y una salida reducida de potasio
ayuda a regular la liberación de neurotransmisores y la transmisión de señales neuronales
RITMICIDAD DE ALGUNOS TEJIDOS
genera impulsos eléctricos y contracciones de manera repetitiva y autónoma
Tejido muscular
músculo cardíaco
se debe a la presencia de células especializadas llamadas células
marcapasos
, que generan impulsos eléctricos
músculo liso
La ritmicidad se debe a la presencia de células intersticiales de Cajal
Tejido nervioso
el caso del nódulo sinoauricular
células especializadas en el corazón que generan impulsos eléctricos regulares y que son responsables de la frecuencia cardíaca
Tejido endocrino
la glándula pituitaria y la glándula pineal, presentan ritmicidad en la producción de hormonas
se debe a la presencia de células especializadas que regulan la secreción de hormonas de manera autónoma y rítmica
POTENCIAL DE ACCIÓN DE LAS NEURONAS
ETAPAS SUCESIVAS
E. de reposo
Membrana "polarizada"
-70 milivoltios
E. de despolarización
Repentinamente permeable a los Na+
Permite rápida difusión de los iones al interior del axon
Su estado polarizado es inmediatamente neutralizado
Fibras nerviosas
Grandes
Exceso de Na+ se mueven al interior
P.M. sobrepase el nivel 0
Se vuelve positivo
Pequeñas
El potencial se acerca al nivel 0
No sobrepasa al estado positivo
E. de repolarización
Después de que la membrana se vuelve muy permeable
Los canales
Na
Se cierran
K
Se abren más de lo normal
Se reestablece el P.M. en reposo negativo normal
CANALES DE Na Y K CON CONTROL DE VOLTAJE
Canal de Na dependiente de voltaje
Activación
P.M. se vuelve menos negativo
Sube de -70 milivoltios a 0
Alcanza un voltaje alrededor de -55 milivoltios
Los Na+ pueden fluir por el canal
Aumenta la permeabilidad al Na (500-5000 veces)
Permanece abierto por 10 milésimas de segundo
Inactivación
Se cierra 10 milésimas de segundo después de abrirse
El cambio conformacional para el estado de cerrado es más lento que el proceso de abierto
El P.M. empieza a regresar al estado de reposo (repolarización)
No se volverá a abrir
P.M. regrese
Se acerque al nivel del P.M. original
Si no se repolariza la fibra nerviosa
Canal de K dependiente de voltaje
Cuando el P.M. aumenta de -70 milivoltios a 0
Mayor difusión de K
Por el ligero retraso
Mayormente se abren al mismo tiempo que se cierran los canales Na+
IMPORTANTE
Factor necesario para
Despolarización
Repolarización
CARACTERÍTICAS
Cambios rápidos en el potencial de membrana
Se diseminan a lo largo de la fibra nerviosa
De negativo normal en reposo a uno positivo.
Se mueve a lo largo de la fibra nerviosa hasta que llega al final.
FISICA BASICA "POTENCIALES DE MEMBRANA"
DIFERENCIAS DE CONCENTRACION DE IONES
POTASIO
Concentración baja, fuera de la membrana
Transportan cargas eléctricas positivas
Electropositividad hacia el exterior
Electronegatividad en el interior
Concentración grande dentro de la membrana
SODIO
Concentración elevada fuera de la membrana
Concentración baja de iones, en el interior
Membrana muy permeable a los iones
Se crea un potencial de polaridad opuesta
Negatividad en el exterior
Positividad en el interior
ECUACION DE NERNST
Difusión neta de un ion en particular
Potencial de Nernst
Determinada por el cociente de las concentraciones
Ion especifico en los 2 lados de la membrana
Cuanto mayor sea, mayor es la tendencia de difundir en una dirección
Necesario para impedir la difusión neta adicional
DATOS
FEM
Fuerza electromotriz
Z
Carga eléctrica del ion
ECUACION DE GOLDMAN
Calcular el potencial de difusión cuando la membrana es permeable
Factores
Polaridad (Carga eléctrica de cada ion)
Permeabilidad de cada ion
3.La concentración en el exterior e interior
Iones sodio, potasio y cloruro
Mas importantes en la generación de los potenciales
Gradiente de concentración ayuda a determinar el voltaje del potencial de membrana
Proporcional a la permeabilidad para ese ion en particular
CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE LA TRANSMISIÓN DE SEÑALES EN LOS TRONCOS NERVIOSOS
FIBRAS NERVIOSAS MIELINIZADAS Y NO MIELINIZADAS
Fibras grandes
Mielinizadas
Fibras pequeñas
No mielinizadas
Tronco nervioso medio
Doble de fibras no mielinizadas que mielinizadas
Células de Shwann
Vaina de mielina alrededor del axón
1° La membrana de una célula de Shwann rodea al axón
2° La cél de Shwann rota muchas veces alrededor del axón
Deposita muchas capas de membrana de la cél
Contiene la sustancia lipídica esfingomielina
Aislante eléctrico
Unión de dos céls de Shwann
Hay una pequeña zona no aislada
Fluyen con facilidad a través de la membrana
Zona NÓDULO DE RANVIER
CONDUCCIÓN SALTATORIA EN LAS FIBRAS
El impulso nervioso recorre a saltos de fibras
Importancia
El proceso de despolarización salte intervalos largos
Aumenta la velocidad de la transmisión nerviosa
Conserva la energía para el axón
Pérdida e iones
Mucho menos gasto de energía
Restablece las diferencias de concentración de sodio y potasio
VELOCIDAD DE CONDUCCIÓN EN LAS FIBRAS NERVIOSAS
Varía hasta 0.25 m/s en las fibras no mielinizadas pequeñas
Hasta 100 m/s en las fibras mielinizadas grandes
POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO DE LAS NEURONAS
Transporte activo de los iones sodio y potasio a través de la membrana
Se trata de una bomba electrógena porque se bombea tres iones Na+ por cada dos iones K+
La bomba Na+-K genera grandes gradientes de concentración para el sodio y potasio
Fuga de potasio a través de la membrana celular nerviosa
El lado derecho de la muestra un canal proteico, a veces denominados canal de potasio de dominios de poro en tándem
Origen del potencial de membrana en reposo normal
Contribución del potencial de difusión de potasio
La partimos del supuesto de que el único movimiento de iones a través de la membrana en la difusión de iones potasio
Contribución de la difusión de sodio a través de la membrana nerviosa
Muestra la adición de la ligera permeabilidad de la membrana nerviosa a los iones sodio
El cociente de los iones de sodio desde el interior hasta el exterior de la membrana es de 0,1
En la fibra nerviosa normal la permeabilidad de la membrana al potasio es aproximadamente 100 veces
Contribución de la bomba Na* - K
La bomba Na- K proporciona una contribución adicional al potencial en reposo
Se produce un bombeo continuo de tres iones sodio hacia el exterior por cada do iones potasio en el interior de la membrana
El bombeo de más iones de sodio al exterior que el potasio hacia el interior ocasiona la perdida continua de cargas positivas desde el interior
