Modelo de Hodking & Huxley del potencial de acción “ UNA DESCRIPCIÓN CUANTITATIVA DE LA CORRIENTE DE MEMBRANA Y SU APLICACIÓN A LA CONDUCCIÓN Y EXCITACION EN NERVIOS” (1952)

El modelo de Hodgkin y Huxley describe cómo se inician y transmiten los potenciales de acción en las neuronas. Consiste en un conjunto de cuatro ecuaciones diferenciales ordinarias no lineales que aproxima las características eléctricas de células excitables. Componentes básicos # La membrana lipídica está representada como una capacitancia (Cm). # Los canales iónicos están representados por una conductancia iónica no lineal que depende del tiempo y del voltaje. # Los gradientes electroquímicos que conducen el flujo de iones están representados por baterías, cuyos valores están determinados por el potencial de Nernst # El objetivo fue encontrar ecuaciones que describan las conductancias con precisión razonable y sean lo suficientemente simples para el cálculo teórico del potencial de acción y el período refractario

Modelo eléctrico de conductancia paralela: Es un sistema de cuatro ecuaciones diferenciales en derivadas parciales, acopladas, no lineales que dan la corriente total de membrana en función del tiempo y la tensión

# La ecuación de corriente total transmembrana se modela utilizando bloques de subsistemas que representan los canales activados por voltaje: canal de sodio, canal de potasio, canal de fuga y la capacitancia de membrana

Canal de iones sodio: La parte superior del modelo describe el comportamiento de activación del canal

Canal de iones de potasio: La parte superior del modelo describe el comportamiento de activación del canal de potasio.

Canal de fuga : a través de estos canales diferentes tipos de iones (calcio, sodio, potasio) cruzan la membrana con conductancia constante

Membrana capacitiva : El bloque toma la corriente (Im) como entrada, se divide por la capacitancia (Cm), luego se integra y entrega voltaje (V) como salida.

Corrientes iónicas # La fase de despolarización comienza aprox en 4ms. # La fase de repolarización comienza aprox a 6ms # A los 6.3 ms la corriente de sodio alcanza su valor más alto de -350 μA /cm2 y luego comienza a decaer. # Aprox al mismo tiempo, la corriente de potasio alcanza su punto más alto a 380 μA /cm2 y comienza a disminuir. # Los canales de sodio están cerrados a 7.5 ms

Modelo completo con estimulación periódica y efecto de la temperatura

bloques de estimulación periódica y temperatura

Efectos de la temperatura:

Canal de iones de Sodio con efecto de la temperatura

Canal de iones de Potasio con efecto de la temperatura

Curvas obtenidas: estimulación periódica, efecto de la temperatura Tren de pulsos para una temperatura de 6.3°C Tren de pulsos para una temperatura de 20°C

Efecto de la temperatura

Variación temporal de los coeficientes de tasa de transferencia: m, n, h

Tren de pulsos, efecto de la temperatura 12.3°C 6.3°C