Potenciales de membrana y potenciales de
acción
PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL
DE ACCIÓN
Las cargas electricas positivas se
desplazan hacia los iones de sodio
a través de la membrana
despolarizada y luego a lo largo
del núcleo del axón. Los canales
de sodio se abren y producen una
propagación del potencial de
acción.
Esta zonas despolarizadas
producen más circuitos de
corriente en zonas alejadas de la
membrana generando una
despolarización progresiva.
El potencial de acción viaja en
distitas direcciones desde
cualquier punto de la membrana
de una fibra normal, sin embargo,
por el pricipio de "todo o nada" si
las condiciones en la membrana
son adecuadas se logra el proceso
de despolarización, pero si no lo
son no se logra en absoluto.
Para que se produzca una
propagación contiuada de un
impulso el cociente del potencial
de acción respecto al umbral de
excitación debe ser mayor a 1
siempre.
POTENCIAL DE ACCIÓN DE LAS
NEURONAS
Las señales nerviosas se transmiten
mediate potenciales de acción
(cambios rápidos del potencial de
membrana a lo largo de la
membrana de la fibra nerviosa.
Tiene 3 fases
Fase de reposo: La membrana
está "polarizada". El potencial de
membrana es -90mV.
Fase de despolarización: La
membrana se vuelve muy
permeable a los ioes sodio,
aumentando la carga positiva en el
interior del axón. El estado -90mV
se neutraliza y aumenta en
dirección positiva.
Fase de repolarización: en un plazo
de milesimas de segudo cuando la
membrana está positiva, los
canales de sodio se cierra y los de
potasio se abren, volviendo a
negativo normal. Ambos canales
se activan por el voltaje.
POTENCIAL DE MEMBRANA EN
REPOSO DE LAS NEURONAS
La membrana de las células
nerviosas no está alterada por
potenciales de acción ,no
transmiten señales nerviosas es de
aproximadamente –90 mV.
Propiedades de la membrana en
reposo: bomba Na+-K+
Bomba Na+-K+ :se trata de una
bomba electrógena porque se
bombean más cargas positivas
hacia el exterior que hacia el
interior (tres iones Na+ hacia el
exterior por cada dos iones K+
hacia el interior), dejando un
déficit neto de iones positivos en
el interior; esto genera un
potencial negativo en el interior
de la membrana celular
MEDICIÓN DE POTENCIAL DE
MEMBRANA
Objetivo :verificar la
permeabilidad de las membranas
Para registrar los cambios rápidos
del potencial de
membrana durante la transmisión
de los impulsos nerviosos el
microelectrodo se conecta a un
osciloscopio
Después, a medida que el
electrodo de registro atraviesa la
zona de cambio de voltaje en la
membrana celular (denominada
capa de dipolo eléctrico) el
potencial disminuye bruscamente
hasta –90 mV.
Un número igual de pequeño de
iones positivos que se mueven
desde el exterior hacia el
interior de la fibra puede invertir
el potencial desde –90 mV hasta
tanto como +35 mV en tan solo
1/10.000 de segundo
FISICA DE LOS POTENCIALES DE MEMBRANA
Ecuación de Nernst: se utiliza para
calcular el potencial de difusión
de iones a través de la membrana
FEM(mv) = -+61 log C1/C2
DIFERENCIA DE PRESION
Ecuación de Goldman: se utiliza
para calcular la potencia de
difusión de iones diferentes a
través de la mambrana
FEM=-61xlog
CNaiPNa+CKiPK+CCl0PCl/
CNa0PNa+CK0PK+CCliPCl
CARACTERÍSTICAS ESPECIALES
DE LA TRANSMISIÓN DE
SEÑALES EN LOS TRONCOS
NERVIOSOS
Mielinizada y no mielinizada: El
potencial de acción va saltando
de un nódulo a otro a lo largo del
axón, de manera que la
transmisión de los impulsos
nerviosos resulta más rápida
Excitación de una fibra nerviosa
cargada negativamente:Este
efecto reduce el voltaje
eléctrico a través de la membrana
y permite que se abran los canales
de sodio, lo que da lugar a un
potencial de acción.
Período refractario: Periodo
durante el cual no se puede
generar un segundo potencial de
acción
RITMICIDAD DE ALGUNOS
TEJIDOS EXCITABLES
Las descargas repetitivas
autoinducidas se encargan de el
latido rítmico del corazón,
peristaltismo de los intestinos y
fenómenos neuronales como el
control de la respiración.
Para que ocurra la ritmicidad
espontánea de la membrana, debe
ser permeable a los iones sodio o
iones calcio y sodio, permitiendo la
despolarización automática de la
membrana.
El potencial de membrana en
reposo del corazón es de -60 a
70mV, insuficiente para cerrar los
canales de sodio y calcio por
completo, generando una
secuencia.
1. iones sodio y calcio van a
linterior. 2. aumento del voltaje en
dirección positiva y aumenta más
la permeabilidad. 3. entran más
iones. 4. aumenta más la
permeabilidad de manera
progresiva y genera un potencial
de acción. 5. Tras milisegundos o
segundos la excitabilidad produce
una despolarización y el ciclo
continúa indefinidamente.
MESETA EN ALGUNOS
POTENCIALES DE ACCIÓN
Cuando la membrana excitada no
se repolariza inmediatamente de la
despolarización, sino que
permanece en una meseta cerca
del máximo potecial durante varios
milisegudos, se genera una
prolongación del periodo de
despolarización también.
Este tipo de potencial de acción se
da en fibras musculares cardíacas,
con una duración de la meseta de
0,2 a 0,3 s y la contracción del
músculo dura este mismo tiempo.
El músculo cardíaco hay dos tipos
de canales: de sodio, que son los
canales rápidos y los de calcio-sodio
que son los canales lentos.
Los rápidos se encargan de que
aumenten los milivoltios y los
lentos de que se produzca la
meseta.
Un factor menos común
también puede ser que los canales
de potasio tengan una apertura
más lenta de lo normal.
Retrasando la normalización del
potencial de membrana en un
valor negativo -80 a -90 mV.
RESTABLECIMIENTO DE LOS
GRADIENTES IÓNICOS DE SODIO
Y POTASIO
La propagación de cada potencial
de acción por una fibra nerviosa
reduce ligeramente las diferencias
de concentración de sodio y
patasio en la membrana.
Los iones de sodio que van hacia el
interior durante los potenciales de
acción y los iones de potasio que
van al exterior debe regresar a su
estado original mediante la bomba
Na+-K+.
La bomba necesita energía, esta
"recarga" es u proceso metabólico
activo que viene del sistema
eergético del trifosfato de
adenosina de la célula.
La bomba Na+-K+ adeosina
trifosfatasa se estimula cuando hay
un exceso de iones de sodio en el
interior de la membrana celular.
Cuando la concentración interna
de sodio aumenta desde 10 a 20
mEq/l la bomba aumenta su
actividad 8 veces aprox.
