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TEMA 1.3:POTENCIALES DE MEMBRANA EN REPOSO Y POTENCIALES DE ACCION

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Presentación del tema: "TEMA 1.3:POTENCIALES DE MEMBRANA EN REPOSO Y POTENCIALES DE ACCION"— Transcripción de la presentación:

1 TEMA 1.3:POTENCIALES DE MEMBRANA EN REPOSO Y POTENCIALES DE ACCION
Dra.Mildrey Rodríguez Amador

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4 Ion: partícula con carga eléctrica.
Conceptos: Ion: partícula con carga eléctrica. Canal Iónico: es una proteína de membrana a veces específica que transporta iones y otras moléculas pequeñas a través de la membrana por difusión pasiva o facilitada, es decir, sin uso de energía. Polaridad: es la capacidad de un cuerpo de tener dos polos con características distintas. Impulso Nervioso: es el transporte de información a través de los nervios, y por medio de sustancias como el Sodio y el Potasio y su interacción con la membrana.

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10 Ecuacion de nernst: Nivel del potencial de difusión a través de una membrana que se opone exactamente a la difusión neta de un ion particular a través de la membrana. FEM(milivoltios)=+-61log C(x) interior C(x) exterior

11 IONES INTRACELULAR EXTRACELULAR Na + 14 mM 142 mM K - 140 mM 4 mM Cl - 120 mM HCO 3 - (bicarbonato) 10 mM 25 mM H + (hidrogeniones) 100 mM 40 mM Mg 2 + 30 mM 15 mM Ca 2 + 1 mM 18 mM

12 K K Ejemplo: Extracelular Intracelular Na Na 142 mEq/l 14 mEq/l
Calcule el potencial de Nernst en el siguiente caso: Extracelular Intracelular Na Na 142 mEq/l 14 mEq/l K K 4 mEq/l 14O mEq/l FEM (Na): ±61 log 14/142 FEM: ±61 log 0.098 FEM: (61)(1) FEM: -61 FEM (K): ±61 log 140/4 FEM: ±61 log 35 FEM: (61)(1.54) FEM:

13 ECUACIÓN DE GOLDMAN FEM= -61. Log CNa+iPNa +CK+i Pk+ + C cl-e Pcl-
Cna+ePNa+ + CK+ePK+ + Ccl-i Pcl-

14 Ecuación de Goldman-Hodgin-Katz
Cuando una membrana es permeable a varios iones diferentes, el potencial de difusión depende de 3 factores La Polaridad de la Carga Eléctrica de c/u de los iones La Permeabilidad de la Membrana (P) Concentraciones de los iones en el interior (i) y en el exterior (e) Esta ecuación solo será útil cuando estén dos compuestos positivos monovalentes y uno negativo monovalente -

15 Ecuacion de goldman: Nos da el potencial de membrana calculado en el interior de esta cuando participan 2 iones positivos ,sodio(Na+),potasio(K+) y 1 ion negativo ,cloruro(Cl-).

16 Potencial de Membrana en reposo de los Nervios

17 El potencial de membrana en reposo de las fibras nerviosas grandes cuando no transmiten señales nerviosas es de aproximadamente: -90mV Es decir el potencial en el interior de la fibra es 90mV mas negativo que el potencial del liquido extracelular…

18 Como surgen los 90mV? Potencial de Difusión de los Iones -86mV
-90 mV, resultantes , convirtiéndose en el potencial de la membrana en reposo La Bomba de Sodio y potasio aporta -4mV

19 Bomba Sodio-Potasio: Toda las membranas celulares cuentan con una potente bomba Na-K, que se encarga de bombear continuamente iones sodio hacia el exterior e iones potasio hacia al interior de la célula. Aporta -4mV

20 K K Bomba Sodio-Potasio Na Na Na
Se trata de una bomba electrógena, pues bombea mas cargas positivas hacia el exterior que al interior Dejando un deficit neto de iones positivos en el interior Esta bomba también genera grandes gradientes de concentración para el Na y el K atraves de la membrana nerviosa K K Na Na Na

21 POTENCIAL EN REPOSO VALORES
SINÁPSIS –70 mV. MÚSCULO ESQUELÉTICO a –90 FIBRA NERVIOSA a –90 CORAZÓN a 100 NODO S.A –55 a -60 MÚSCULO LISO –40 a -60

22 Solo la célula muscular y la neurona presentan potenciales de acción

23 Potencial Acción Nervioso
Las señales nerviosas se transmiten mediante POTENCIALES DE ACCION, que son cambios rápidos del potencial de membrana que se extienden rápidamente a lo largo de la membrana de la fibra nerviosa Cada potencial de acción comienza con un cambio súbito desde el potencial de membrana negativo hasta un potencial positivo y terminando de nuevo en un potencial negativo

24 Fases: Reposo: Despolarización: Repolarizacion:
Este es el potencial de membrana en reposo antes del comienzo del potencial de acción, se dice que la membrana esta polarizada debido al potencial negativo que se encuentra en ella Despolarización: En este momento la membrana se hace muy permeable al sodio, lo que permite que en numero muy grande de iones con carga + difunda atraves del axón, el estado polarizado se neutraliza… Repolarizacion: En un plazo de 10milesimas de segundo después de que la membrana se hizo permeable, los canales de sodio empiezan a cerrarse y los canales de potasio se abren mas de lo normal, restableciendo otra ves un estado de reposo negativo normal.

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26 Propagación del potencial de acción
El potencial de acción se propaga hacia todas las direcciones, pero no retrocede, ya que lo canales de Na+ de la zona que se despolariza primero están inactivados Ahora que ya sabemos que es y como se produce el potencial de acción, debemos preguntarnos cómo es posible que el potencial de acción siempre se dirige en una dirección? Fijémonos que en el caso del gráfico superior el potencial de acción siempre se aleja del punto de estimulación y no vuelve hacia él. O en el caso del dibujo inferior que se dirige de izquierda a derecha y en ningún momento ocurre a la inversa. Para entender este hecho vamos a estudiar las conformaciones moleculares de los canales dependientes de voltaje que participan en el desarrollo del potencial de acción.

27 Características del potencial de acción
El potencial de acción o se produce o no (ley de todo o nada). Una vez generado se automantiene y propaga por retroalimentación positiva: la apertura de canales de Na+ provoca la apertura de otros. El tiempo que los canales dependientes de voltaje permanecen abiertos es independiente de la intensidad del estímulo. Un estímulo supraumbral no aumenta la despolarización celular (la amplitud del pico). El potencial de acción sigue la ley del todo o nada, es decir o se produce o no. Si se alcanza el valor umbral de potencial de membrana se generará, sino se va perdiendo progresivamente la capacidad de despolarización conforme se aleja del punto de estimulación. Ley del todo o nada. Cuando se produce la despolarización de la membrana hasta un valor umbral permite que la variación en la permeabilidad del Na+ aumente el valor del potencial de membrana hasta un valor de +30mV. En condiciones normales no se hace más positivo porque los canales Na+ se cierran en seguida y porque los canales K+ se abren. El tiempo que permanecen abiertos los canales es totalmente independiente de la intensidad del estímulo. De forma que la amplitud de los potenciales de acción es todo o nada. Si la despolarización se encuentra por debajo del potencial umbral los canales voltaje dependientes se mantienen cerrados, si por el contrario alcanzan el umbral se dispara el potencial de acción. Además como los canales sólo se abren durante un periodo fijo de tiempo y la inactivación automática se mantiene hasta que se restablecen los valores normales de polaridad la duración y amplitud de los potenciales de acción es muy similar.

28 Periodos refractarios
Absoluto Es el periodo de tiempo en el que el axón es incapaz de responder a un segundo estímulo. La causa son los canales Na+ en estado inactivo Periodo refractario Si se mantiene un estímulo de una intensidad determinada este se despolariza hasta alcanzar un umbral y comienza a producir potenciales de acción con una frecuencia determinada. Al aumentar la intensidad del estímulo se aumenta la frecuencia de los potenciales de acción de forma proporcional. Llegará un momento en que la disminución del intervalo entre potenciales de acción es mínima y no puede reducirse, es decir llegará un momento en que no puede producirse un nuevo potencial de acción porque el anterior no ha acabado. Durante la mayor parte del tiempo en que se está produciendo un potencial de acción el axón es refractario a responder a un segundo estímulo, independientemente de la intensidad de ese estímulo. A este periodo de tiempo se le denomina periodo refractario absoluto. La causa a nivel molecular del periodo refractario absoluto reside en el estado inactivo en que se encuentran los canales Na+ voltaje dependientes. La despolarización es incapaz de abrir los canales inactivos, sólo puede abrir los cerrados. Tras la apertura de los canales K+, es decir la membrana se encuentra en proceso de repolarización, se inicia un periodo de tiempo llamado periodo refractario relativo, ya que mediante una despolarización muy potente se pueden llegar a superar los efectos repolarizantes de los canales K+ abiertos y generar un potencial de acción. Relativo Es el periodo de tiempo en el que el axón es capaz de responder a un segundo estímulo de una elevada intensidad. La causa es que se ha iniciado la repolarización y hay canales Na+ en estado cerrado.

29 Tipos de potenciales de acción
Potenciales en espigas Potenciales en meseta 1.1.     Tipos de potencial de acción Todos los potenciales de acción no transcurren de la misma manera. En función del tipo celular el perfil de despolarización puede ser diferente. Tomando dicho perfil como criterio de clasificación podemos encontrar: Potenciales en espiga: son típicos del sistema nervioso. Su duración es aproximadamente de 0.4mseg y lo denominamos impulso nervioso. Potenciales en meseta: originados porque existen casos en los que la membrana excitable no se repolariza inmediatamente tras la despolarización. Generan un perfil en el que se observa una meseta próxima al máximo de despolarización de la espiga. Es típico de las células cardíacas, donde la meseta llega a durar entre 3 y 4 décimas de segundo, produciendo la contracción del corazón durante todo este periodo. La meseta observada en el potencial de acción de células cardíacas se origina por varios factores: 1.     En el disparo del potencial de acción participan tanto los conductos rápidos como los lentos, estos últimos permiten Los primeros causan la porción en espiga mientras que los segundos, al permitir la difusión de Ca2+ y de algunos iones Na+ y tener una acción mas lenta y prolongada, generan la porción de meseta. 2.     La existencia de canales K+ dependientes de voltaje lentos en su activación, hace que éstos no se abran hasta el final de la meseta, lo cual retrasa la regeneración del potencial de membrana. Potenciales rítmicos: existen casos en el organismo en que se precisan descargas repetitivas de potencial de acción como en el latido cardíaco, en los movimientos peristálticos o en fenómenos neuronales como el control del ritmo respiratorio. A priori todos los tejidos excitables pueden realizar descargas repetitivas si el potencial umbral se disminuye lo bastante. De hecho un requisito para que exista ritmicidad es que la membrana, incluso en estado de reposo, sea lo suficientemente permeable al Na+ para que se genere la despolarización automática de la membrana. Por esta razón el potencial de membrana en reposo de éstas células está entre -60 y -70mV. Este potencial de membrana causa que no se mantengan cerrados todos los canales Na+ y que exista un flujo de Na+ y K+ al interior que aumente la despolarización, se abran más canales hasta la generación del potencial de acción. El proceso de feed-back positivo no sólo afecta a los canales Na+ sini también a los ya mencionados canales cálcico-sódicos. Potenciales rítmicos

30 Actividad practica No.3 1)Defina el Potencial de acción
2)Cuales son las etapas del potencial de accion? 3)Que es la Acomodacion? 4)Periodos refractarios. Cuáles son?Explique cada uno de ellos. 5)Tipos de potenciales de acción?.Explique cada uno de ellos.


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