Potencial de acción de membrana http://einstein.ciencias.uchile.cl/ Fisiologia2007/Clases/MembraneActionPotential.ppt 12 de abril de 2007 11/04/2007 10:53 a.m.

Space clamp Electrodo que inyecta corriente Electrodo que mide potencial V (t) A todo lo largo del axón pasa exactamente lo mismo, esto simplifica el análisis. Desaparece la variable x (Space clamp). El potencial de acción no se propaga. Se llama potencial de acción de membrana.

VNa Im, (mAcm-2) Vm, (mV) Im Vm VK Tiempo, (ms) Potencial de acción de membrana. VNa Vm, (mV) Im, (mAcm-2) Im Vm VK Tiempo, (ms)

VNa Im, (mAcm-2) Vm, (mV) Im Vm VK Tiempo, (ms) ? ? ? Potencial de acción de membrana. ? ? ? VNa Vm, (mV) Im, (mAcm-2) Im Vm VK Tiempo, (ms)

? VNa Im, (mAcm-2) Vm, (mV) Im Vm VK Tiempo, (ms) Potencial de acción de membrana. ? VNa Vm, (mV) Im, (mAcm-2) Im Vm VK Tiempo, (ms)

VNa Im, (mAcm-2) Vm, (mV) Im Vm VK Tiempo, (ms) Potencial de acción de membrana. VNa Vm, (mV) Im, (mAcm-2) Im Vm VK Tiempo, (ms)

VNa Im, (mAcm-2) Vm, (mV) Im Vm VK Tiempo, (ms) Potencial de acción de membrana. < 0 VNa Vm, (mV) Im, (mAcm-2) Im ¿Por qué la suma IK+INa se hace menor que cero? Vm VK Tiempo, (ms)

NKgK=36 mS/cm2 VK=-73,3 mV NNagNa=120 mS/cm2 VNa = 41,1 mV NLgL=0,3 mS/cm2 VL = -50,1 mV

Ecuaciones de Hodgkin y Huxley 1952 J. Physiol.117:500-544. Ecuaciones empíricas basadas en Hodgking y Huxley 1952. Las constantes  y  están en ms-1 y V en mV. F. Bezanilla “El Impulso Nervioso” En: Biofísica y Fisiología Celular, Latorre et al ed. Universidad de Sevilla, Sevilla 1996.

VK GK VNa GNa Axón de jibia Vm VL GL CM

IK INa Im Vm IL IC En el potencial de reposo Im = 0 e IC = 0

IK INa Im Vm IL IC

IK INa Im Vm IL IC Con esta ecuación podría calcular el potencial de reposo si yo supiera n, m y h para el potencial de reposo.

IK INa Im Vm IL IC El problema tiene solución porque yo conozco n, m y h en función del potencial de la membrana. La tarea ahora es buscar un Vr se satisfaga esta ecuación.

Celda a ajustar para que la celda objetivo sea cero h Celda Objetivo n Solver: Buscar que potencial hace que la intensidad de la corriente sea cero. m Vm ,(mV)

Solver: Este es el Potencial de Reposo. Buscar que potencial hace que la intensidad de la corriente sea cero.

Axón de jibia VK -73.3 mV GK 320Scm-2 VNa 41.1 mV GNa 6Scm-2 Vm VL-50.1 mV GL 330Scm-2 CM 1Fcm-2 Tarea: Calcular el potencial de reposo dadas estas conductancias y potenciales de inversión de las corrientes.

-60,8 mV Im, (Acm-2) Vm, mV En el potencial de reposo se cumple que Ii = 0

0,5 ms @-80 mV Im, (Acm-2) Vm, mV Al cambiar el potencial de la membrana inyectando corriente, Ii ya no es 0, es la corriente que necesito para ir a -80 mV. ¿Cuál será la trayectoria del potencial desconecto la corriente, es decir hago Im = 0.

0,5 ms @-80 mV Im, (Acm-2) Vm, mV ¿Cuál será la trayectoria del potencial desconecto la corriente, es decir hago Im = 0. La trayectoria apunta a -60 mV

0,5 ms @-50 mV Im, (Acm-2) Vm, mV ¿Trayectoria esperada?

1,0 ms @-50 mV Im, (Acm-2) Vm, mV ¿Trayectoria esperada?

0,5 ms @-40 mV Im, (Acm-2) Vm, mV ¿Trayectoria esperada?

Computación de la trayectoria Vm, n, m y h son los valores iniciales de la trayectoria. Con estas corrientes se calcula la derivada dVm/dt Ahora calculo el nuevo Vm Ahora calculo los nuevos valores de n, m y h para en cambio de voltaje desde Vm a Vm(t) por t unidades de tiempo.

B A Computación de lo nuevos valores de n,m y h. n, m y h infinito Tau de n, m y h (ms) h B h n A n m m Vm Vm n(t+t) es el nuevo valor de n n es el valor esperado para el nuevo Vm.(se lee del gráfico A) n(t) es el valor anterior de n. n es el valor de la constante de tiempo para el nuevo Vm. (se lee del gráfico B)

B A Computación de lo nuevos valores de n,m y h. n, m y h infinito Tau de n, m y h (ms) h B h n A n m m Vm Vm m(t+t) es el nuevo valor de m m es el valor esperado para el nuevo Vm.(se lee del gráfico A) m(t) es el valor anterior de m. m es el valor de la constante de tiempo para el nuevo Vm. (se lee del gráfico B)

B A Computación de lo nuevos valores de n,m y h. n, m y h infinito Tau de n, m y h (ms) h B h n A n m m Vm Vm h(t+t) es el nuevo valor de h h es el valor esperado para el nuevo Vm.(se lee del gráfico A) h(t) es el valor anterior de h. h es el valor de la constante de tiempo para el nuevo Vm. (se lee del gráfico B)

Computación de la trayectoria Vm, n, m y h son los valores actualizados. Con estas corrientes se calcula la derivada dVm/dt Ahora calculo el nuevo Vm Ahora calculo los nuevos valores de n, m y h para en cambio de voltaje desde Vm(t) a Vm(2t) por t unidades de tiempo.

Computación de la trayectoria Vm, n, m y h son los valores actualizados. Con estas corrientes se calcula la derivada dVm/dt Ahora calculo el nuevo Vm Ahora calculo los nuevos valores de n, m y h para en cambio de voltaje desde Vm(2t) a Vm(3t) por t unidades de tiempo. Así se continúa por toda la trayectoria...

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Potencial de acción de membrana. Vm, (mV) Im, (mAcm-2) Tiempo, (ms)

INa, (mAcm-2) Vm, (mV) Tiempo, (ms) Potencial de acción de membrana. Tiempo, milisegundos

Potencial de acción de membrana. Vm, (mV) IK, (mAcm-2) Tiempo, (ms)