Apuntes Biofísica 1º Podología PDF

TEMA-5-BIOF.pdf podomaris Bioquímica y Biofísica 1º Grado en Podología Facultad de Enfermería, Fisioterapia y Podología Universidad de Sevilla Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica...

TEMA-5-BIOF.pdf podomaris Bioquímica y Biofísica 1º Grado en Podología Facultad de Enfermería, Fisioterapia y Podología Universidad de Sevilla Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-5934472 María Isabel Álvarez Valverde Biofísica - 1º Podología T5: CONDUCCIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN CONDUCCIÓN DEL IMPULSO NERVIOSO 1. CONDUCCIÓN Y PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN Para entender la conducción y propagación del impulso nervioso (señal eléctrica) a los largo de las fibras nerviosas, vamos a ver la composición de las neuronas. - La neurona tiene una serie de dendritas que son finas ramificaciones desde el soma que van a recibir la señal de entrada. - El soma o cuerpo celular es donde se encuentra el núcleo y orgánulos necesarios para dirigir la actividad celular. El soma es responsable de la integración de la información y en el cono axónico se produce la generación del impulso nervioso. - El axón es el responsable de propagar el potencial de acción a lo largo de la célula. - Los terminales axónicos están localizados en la parte más distal del axón e interaccionan con las células vecinas. Es por donde se produce la salida de la señal mediante la sinapsis. El impulso nervioso comienza en el cono axónico y se propaga con una dirección unidireccional hacia los terminales axónicos. Se producen muchos potenciales de acción a lo largo de la membrana, es decir, se va a ir despolarizando cada una de las secciones contiguas de la membrana y se van generando potenciales de acción hasta llegar al terminal presináptico y eso en la sinapsis provoca que se liberen los neurotransmisores y estos se unen a los receptores postsinápticos. El potencial de acción no se desplaza, si no que cada vez que se cambia se sección se genera un nuevo potencial de acción, y la membrana se va despolarizando gradualmente hasta que llega al terminal axónico. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-5934472 María Isabel Álvarez Valverde Biofísica - 1º Podología Tras llegar el estímulo e integrarse la información en el soma, en el cono axónico se genera el potencial de acción: se produce la primera despolarización en esa zona de la membrana, entra Na+ → se despolariza la membrana, se ha producido el potencial de acción. El sodio que fluye hacia dentro va en diferentes direcciones, y despolariza la sección de la membrana contigua que Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. se encuentra hacia los terminales presinápticos. En el otro lado no se despolariza porque ahí se encuentra el soma → la zona que estaba en reposo es despolarizada al entrar Na+. La zona anterior que antes estaba despolarizada (en azul), ahora se está repolarizando: se encuentra en el periodo refractario absoluto donde los canales de Na+ están inactivos y se abren los canales de K+. Entonces, el potencial de acción solo puede ir hacia delante, no puede retroceder hacia atrás. Por tanto, la siguiente sección de la membrana se despolariza, sin poder retroceder, y así es como se propaga el potencial de acción. 1.1. Transmisión sin decremento La transmisión del impulso se produce sin decremento, es decir, todas las secciones se van a ir despolarizando y generando un potencial de acción en las mismas condiciones que la zona anterior. 2. FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA VELOCIDAD DE CONDUCCIÓN - Diámetro del axón. A mayor diámetro mayor es la velocidad de conducción. - Temperatura. Determina la velocidad de apertura de los canales iónicos. Cuanto mayor sea la temperatura, más rápido se abren los canales y se tarda menos en producirse el potencial de acción. - Presencia o no de mielina. La vaina de mielina funciona como aislante eléctrico, permitiendo que la conducción sea más rápida y eficaz. 3. TIPOS DE AXONES En función de la presencia o ausencia de la vaina de mielina tenemos: - Axones amielínicos. La conducción es continua (es la explicada anteriormente, donde se va despolarizando gradualmente la membrana). - Axones mielínicos. La conducción es saltatoria, ya que tiene que ir saltando de Nódulo de Ranvier en Nódulo. La Navidad más cañera te espera en PortAventura World - Ven sólo por 17€ Bioquímica y Biofísica Banco de apuntes de la a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-5934472 María Isabel Álvarez Valverde Biofísica - 1º Podología 4. CÉLULAS DE SCHWANN La célula de Schwann se enrolla alrededor del axón formando la vaina de mielina, para limitar el contacto del axón con el medio extracelular. Las secciones que no están enrolladas por la vaina de mielina se llama Nódulo de Ranvier, intercalados entre segmentos que sí tienen vaina de mielina (prolongaciones de la célula de Schwann). Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. Estas células presentan varias características: - Reduce el flujo de iones a través de la membrana unas 5000 veces. Esto se debe gracias a la vaina de mielina que reduce el flujo de iones que se escapan, por lo que se transmite casi toda la despolarización a lo largo de la membrana sin que se pierda energía y lo hará más rápida y eficientemente. - Restringe la generación de potenciales de acción a los nódulos de Ranvier, es decir, la conducción solo se produce en los Nódulos y por eso se denomina saltatoria, porque va saltando de nódulo en nódulo, lo cual tiene un gran efecto en la velocidad de conducción, haciendo que sea mucho mayor. - Efecto en la velocidad de conducción. 5. CONDUCCIÓN SALTATORIA: CIRCUITOS INTERNODALES La conducción saltatoria sólo se produce en las zonas que no están envueltas por mielina, es decir, en los Nódulos de Ranvier. Es un proceso similar al contínuo: cada uno de estos Nodo tiene una alta expresión de canales de Na+, es decir, hay una gran presencia de canales de Na+ dependientes de voltaje que se van a abrir con la despolarización y permiten la entrada de Na+ al interior del axón. Luego, la despolarización viaja por dentro del axón en las zonas que están mielinizadas: se transmiten los iones por dentro de la célula. La membrana se va despolarizando pero no hay pérdida de iones de Na+ al no haber canales de Na+ libres. La despolarización viaja hasta llegar al siguiente Nódulo, donde sí hay canales de Na+ abiertos. Entonces, llega la despolarización, se abren los canales de Na+ y se produce otro La Navidad más cañera te espera en PortAventura World - Ven sólo por 17€ a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-5934472 María Isabel Álvarez Valverde Biofísica - 1º Podología potencial de acción, y se vuelve a transmitir la despolarización hasta el siguiente Nódulo de Ranvier. Va “saltando” la generación del potencial de acción de un nódulo a otro, despolarizando esas zonas. Circuitos internodales: la corriente fluye de nódulo a nódulo sin perderse, gracias al aislante eléctrico que confiere la mielina (las células de Schwann) en los segmentos internodales. 5.1. Implicaciones funcionales - Al producirse un número menor de potenciales de acción, se gasta menos energía en restablecer los gradientes iónicos de Na+ y K+ (mediante la bomba de Na+/K+). Es decir, cada vez que se genera un potencial de acción cambia la distribución de concentración de cargas de Na+ y K+, y siempre está continuamente actuando la bomba Na+ / K+ para restablecer esos gradientes que se van disipando. Como en la conducción saltatoria se producen menos potenciales de acción porque solo se producen en los nódulos, pues se tiene que gastar menos energía para el funcionamiento de la bomba Na+ / K+ que en la conducción contínua. Por tanto el proceso de conducción saltatoria es un proceso más eficiente, se gasta menos energía. - Al hacer que el proceso de despolarización salte grandes intervalos a lo largo del axón, de nódulo a nódulo,la velocidad de transmisión nerviosa en un axón mielinizado aumenta entre 5 y 50 veces respecto a un axón no mielinizado. 6. CONDUCCIÓN CONTINUA VS SALTATORIA En la conducción saltatoria, el potencial de acción no se tiene que ir regenerando en cada sección de la membrana, sólo lo hace en los Nódulos de Ranvier. Podemos ver la diferencia del tiempo de conducción entre un tipo de conducción y otra. Factores a tener en cuenta en la conducción saltatoria: - Cuantos más canales de Na+ haya en las zonas sin vaina de mielina, antes se genera el potencial de acción porque antes se despolariza la membrana. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-5934472 María Isabel Álvarez Valverde Biofísica - 1º Podología - Cuanto más separados estén los Nódulos, más rápido se despolarizará la membrana de la célula y más se adelanta el potencial de acción. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. 7. VELOCIDAD DE CONDUCCIÓN: MIELINA Independientemente del diámetro, la velocidad de conducción es mayor en las fibras mielínicas que en las fibras amielínicas. En ambos casos aumenta la conducción, pero la pendiente aumenta mucho más en la que tiene mielina, ya que la velocidad en esta es mucho más rápida. Por tanto, a medida que aumenta el diámetro en la fibra de mielina, la velocidad de la conducción aumenta mucho más. La Navidad más cañera te espera en PortAventura World - Ven sólo por 17€