Bioelectricidad II parte Dr. Guido Ulate Montero Catedrático Departamento de Fisiología. UCR

El Vm puede sufrir 2 tipos de cambios: 1. Potenciales graduados o locales 2. Potenciales de acción Los canales iónicos presentes en la membrana celular son los responsables de ambos tipos. Los segundos solo se producen en los tejidos excitables: neuronas y músculo. 2

Los potenciales graduados se conducen electrotónicamente, los Pas se propagan de forma autorregenerativa Libro texto, pag. 181 3

Potenciales graduados o locales Son cambios en el Em de tipo despolarizante o hiperpolarizante que se presentan en una región de la membrana celular y cuya magnitud depende de la intensidad del estímulo. Se producen en: receptores sensoriales, sinapsis, células marcapaso y glandulares. Se conducen pasivamente (conducción electrotónica). Su magnitud disminuye con la distancia y el tiempo. Sobre lo cual influye las constantes de longitud ( ) y de tiempo (m=RmCm). Se suman en tiempo y espacio 4

Teoría del cable: propiedades eléctricas pasivas del axón Libro texto, pag. 209 5

Potenciales de acción Responden a la ley del todo o nada. Para que se produzcan debe alcanzarse un umbral Morfología constante siempre que se trate del mismo tipo celular y se mantengan las condiciones No se suman Despolarización: aumenta g Na+ Repolarización: aumenta g K+ Se propagan de manera regenerativa Estímulo Poshiperpolarización Umbral Sobretiro o potencial invertido Repolarización Despolarización Potencial de membrana (mV) -70 -55 m en reposo +35 Espiga PRA PRR Tiempo (ms) 6

Diferentes potenciales de acción El tipo de potencial correlaciona con función. Influye: 1. Tipo de canales iónicos involucrados, 2. Concentraciones intra y extracelulares de los iones que atraviesan por esos canales, 3. Propiedades de la membrana, i.e. Cm, Rm. Duración y forma puede ser modulada por mensajeros químicos. Libro texto, pag. 180 7

Los PA solo se producen ante desporalizaciones que alcanzan el umbral Libro texto, pag. 181 9

¿Qué es el umbral? Es el nivel del Em en el cual una despolarización (como la provocada por la INa) se vuelve autorregenerativa y de magnitud suficiente para superar las corrientes hiperpolarizantes concomitantes así como las pérdidas de cargas que ocurren de manera pasiva. La densidad de canales voltaje dependientes en la membrana de las células excitables influye en el magnitud del umbral. 10

Libro texto, pag. 318 2 000 canales/m2 11

Libro texto, pag. 183 12

Estadios de los canales durante el potencial de acción de una neurona cerrados inactivos abiertos Berne y Levy, Fisiología, 3era ed, pag. 34 Densidad de canales: 1 a 2000/m2. IM = NPoiU 13

Estadios de los canales rápidos de sodio dependientes de voltaje m Na+ activación h Estado de reposo LEC LIC Estado activo Estado inactivo desactivación Inactivación Recuperación (repolarización) 14

Silverthorn, Human Physiology, 3er ed, pag. 260 15

Silverthorn, Human Physiology, 3er ed, pag. 260 18

Mayoría de células con  entre 1 y 20 ms y  entre 0.1 y 2 mm V   Mielinizadas: V  6m/s por c/m total  = (rm/ri)½  = Rm x Cm Mayoría de células con  entre 1 y 20 ms y  entre 0.1 y 2 mm 19

Clasificación de las fibras nerviosas según Erlanger y Gasser* Table 12-1. Classes of Peripheral Sensory and Motor Axons, by Size and Conduction Velocity Clasificación de las fibras nerviosas según Erlanger y Gasser* Aα Aβ Aγ Aδ B C Function Sensory afferents from proprioceptors of skeletal muscle Motor neurons to skeletal muscle Sensory afferents from mechanoreceptors of skin Motor fibers to intrafusal fibers of muscle spindles Sensory afferents from pain and temperature receptors Preganglionic neurons of the autonomic nervous system Sensory afferents from pain, temperature, and itch receptors Diameter (μm) 13-20 6-12 3-6 1-5 <3 0.2-1.5 Conduction velocity of action potential (m/s) 80-120 35-75 12-30 5-30 3-15 0.5-2.5 Alternative classification of sensory axons from muscle and tendon† Ia (sensory from muscle spindle fibers) Ib (sensory from Golgi tendon organs) II   III IV NO MIELINA *This A-C classification was introduced by Joseph Erlanger and Herbert Gasser, who shared the 1944 Nobel Prize in Medicine or Physiology for describing the relationship of axon diameter, conduction velocity, and function in a complex peripheral nerve. †This I-IV classification was introduced by other investigators. It applies only to sensory axons and only to those from muscle and tendon. Modified from Bear MF, Connors BW, Paradiso MP: Neuroscience: Exploring the Brain, 2nd ed. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins, 2001. Libro texto, pag. 319