¨...un fluido eléctrico proviene Luigi GALVANI - 1792 EXCITABILIDAD Y CONDUCTIVIDAD ¨...un fluido eléctrico proviene del músculo…¨

POTENCIAL DE MEMBRANA, Vm Potencial de membrana en reposo Vm = Vi – Ve, por convención en neuronas Vm = -60 mV en otras células Vm = entre -20 y -100 mV

¿Qué determina el Vm…? Ley de OHM Vm = I R 1- Los gradientes electroquímicos de los iones (Donnan + ATPasa Na+ / K+). Ex = R T ln [X]out z F [X]in 2- La permeabilidad de cada ion. Vm = RT ln PK [K+]out + PNa [Na+]out + PCl [Cl-]in F PK [K+]in + PNa [Na+]in + PCl [Cl-]out Ecuación de GOLDMAN

En reposo: permeabilidad selectiva para K+ PK+ = 1 PNa+ = 1/100 PCl- = PCa2+ = 0

Valor de Vm en reposo en una fibra muscular Vm = RT ln PK [K+]out + PNa [Na+]out + PCl [Cl-]in F PK [K+]in + PNa [Na+]in + PCl [Cl-]out Vm = 0.058 log PK [K+]out + PNa [Na+]out + PCl [Cl-]in PK [K+]in + PNa [Na+]in + PCl [Cl-]out Vm = 0.058 log 1 x [2.5] + 0.01 [120] + 0 [4] 1 x [140] + 0.01 [10] + 0 [120] Vm = -92 mV ~ EK+ = -100 mV

MEMBRANA EN REPOSO

PROPIEDADES ELÉCTRICAS PASIVAS de la membrana

DV = DI x Rm PROPIEDADES PASIVAS POTENCIAL ELECTROTÓNICO despolarización respuesta eléctrica PASIVA NO DEPENDE de cambios en la P de la membrana hiperpolarización DV = DI x Rm

SEPARACIÓN DE CARGAS en la membrana out IK+ por canales de reposo EN EL ENTORNO INMEDIATO DE LA MEMBRANA: Pequeño exceso de aniones intracelular, y de cationes extracelular. Cm = 1 mF / cm2 membrana en reposo

CIRCUITO EQUIVALENTE de la membrana Cm capacitancia de la membrana (mF/ cm2) Rm resistencia de la membrana (Ohms x cm2) 1/Rm = gm conductancia (~ P ion x) (siemens / cm2) Vm = I x Rm Vm = (Ir + Ic) x Rm

t = Rm x Cm Vm(t) = V (1 - e -t / RC) cuando t = t CONSTANTE DE TIEMPO, t Vm(t) = V (1 - e -t / RC) t = Rm x Cm cuando t = t Vm = V (1-1/e) => Vm = 0,63 V t tiempo requerido para que el Vm alcance el 63% de su valor asintótico.

l = (Rm / Rl)1/2 Vm(x) = V0 e -x / l si x = l CONSTANTE DE ESPACIO, l l = (Rm / Rl)1/2 Vm(x) = V0 e -x / l si x = l Vm = V0 1/e, Vm = 0.37 V0 l distancia en la que el Vm muestra una caída del 63%.

l = (Rm / Rl)1/2 TODO POR DIMINUIR l !!! Una solución para vertebrados, otra para invertebrados…

TP SIMULACIONES COMPUTACIONALES Modelo de NEURONA ESFÉRICA: asume una esfera de pequeño tamaño => DV es equivalente en cualquier lugar en el que se registre. OBJETIVOS. Obtención de t, Rm y Cm de manera gráfica y analítica. MÉTODO. Inyección de pulsos cuadrados de corriente de distintos valores, obtención de Vm = IRm

TP SIMULACIONES COMPUTACIONALES Modelo de FIBRA NERVIOSA (CABLE): asume un cable de resistencia axial determinada => DV depende de la distancia. OBJETIVOS. Obtención de l, Rm y Rl de manera gráfica y analítica. MÉTODO. Inyección de un pulso cuadrado de corriente registrando a distintas distancias respecto del electrodo de corriente.

POTENCIAL DE ACCIÓN - Respuesta de potencial activa, dependiente de cambios en la permeabilidad. - De tipo todo o nada dependiente de umbral. Entre -30 y -50mV, pero TOTALMENTE PLÁSTICO

PERÍODO REFRACTARIO ACOMODACIÓN

Bases iónicas del POTENCIAL DE ACCIÓN IX = gX . femX femX= Vm – EX IX = gX . (Vm – EX) TODO DEPENDE DE dgx / dt Fase de despolarización Activación rápida de gNa+ , lenta de gK+ => gNa+ >>> gK+ INa+ = gNa+ . (Vm – ENa+) >>> IK+ Fase de repolarización Inactivación rápida de gNa+ , lenta de gK+ => gK+ >>> gNa+ IK+ = gK+ . (Vm – EK+) >>> INa+

Bases iónicas del POTENCIAL DE ACCIÓN Cambios en las corrientes de Na+ y K+ (datos experimentales, fijación de V)

CAMBIOS CONFORMACIONALES DEL CANAL DE Na+

EL CICLO DE HODGKIN, un ejemplo de feedback positivo.

CANALES IÓNICOS PRINCIPALES