Tema 3: Potencial de membrana y potencial de acción PDF

Tema 3: Potencial de membrana y potencial de acción. Belinda Rivero Pérez, PhD [email protected] Ve más allá  ▪ Gradiente electroquímico 03 ▪ Ósm...

Tema 3: Potencial de membrana y potencial de acción. Belinda Rivero Pérez, PhD [email protected] Ve más allá  ▪ Gradiente electroquímico 03 ▪ Ósmosis 04 ▪ Transporte de sustancias 12 ▪ Potencial de acción 21 © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 2 GRADIENTE ELECTROQUÍMICO Gradiente electroquímico A través de las membranas biológicas existen gradientes electroquímicos: ✓ Químicos: por la diferencia de concentración de sustancias a ambos lados. ✓ Eléctricos: por la diferencia de carga entre ambos lados. Las sustancias se mueven siguiendo su gradiente químico desde el lugar de mayor concentración al de menor concentración. Si son moléculas cargadas (iones) se moverán también siguiendo el gradiente eléctrico (hacia la zona de carga opuesta). 3 ÓSMOSIS Ósmosis Los solutos siempre tenderán a igualar concentraciones en un espacio o entre dos espacios comunicados mediante el fenómeno de la difusión. El fenómeno de ósmosis hace referencia al movimiento del disolvente con el objetivo de igualar las concentraciones de soluto. 4 ÓSMOSIS Ósmosis CASO 1 – La membrana CASO 2 – La membrana es permeable al soluto es impermeable al soluto verde. verde. Difusión Difusión Ósmosis Ósmosis No ocurre nada No ocurre nada 1 Compartimento A Compartimento B 5 ÓSMOSIS Ósmosis CASO 3 – La membrana CASO 4 – La membrana es permeable al soluto es impermeable al soluto verde. verde. Difusión Difusión Ósmosis Ósmosis 1 No ocurre nada No ocurre nada Compartimento A Compartimento B 6 ÓSMOSIS Ósmosis El agua en el cuerpo se mueve libremente entre el LIC y el LEC. El movimiento neto de agua se da hasta que la concentración de sustancias en los distintos compartimentos se iguala, alcanzando entonces el equilibrio osmótico. Equilibrio osmótico 7 ÓSMOSIS Ósmosis COMPARTIMENTOS LÍQUIDOS IGUAL OSMOLARIDAD. DESEQUILIBRIO ELECTROQUÍMICO COMPARTIMENTOS LÍQUIDOS 1.- LasDESIGUAL DISTRIBUCIÓN concentraciones de iones y otros DE ELECTROLITOS Y PROTEÍNAS compuestos son diferentes entre el LIC y el LEC. K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ Pese a las diferencias de concentración de solutos individuales, la concentración de © Ganong Fisiología Médica 2016 by McGraw-Hill Global Education Holdings LLC 2.- La cantidad de partículas libres en ambos solutos totales (osmolaridad) es igual en LIC y LEC. líquidos es la misma, por lo que ambos 8 presentan la misma osmolaridad y el Internal use 6 Internal use movimiento neto de agua es cero. 8 ÓSMOSIS Ósmosis Tonicidad La tonicidad describe cómo una solución extracelular puede cambiar el volumen de una célula al afectar la ósmosis (Tonikos, relativo al estiramiento). 9 ÓSMOSIS Ósmosis Tonicidad H2 O NaCl (0.9%) NaCl (2%) 10 ÓSMOSIS Ósmosis 11 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS Transporte a grandes rasgos Transporte de moléculas pequeñas Transporte de moléculas grandes 12 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS En base al coste energético Transporte pasivo Transporte activo 13 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS En base al coste energético Compartimento A Compartimento B 1. ¿En cuál de los compartimentos está más Sustancia negra concentrada la sustancia negra? 2. ¿Si comunicamos ambos compartimentos, hacia donde se moverá la sustancia negra? Sustancia roja 3. ¿Qué necesito para qué la sustancia verde se mueva del compartimento B al A? 14 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS En base al coste energético Transporte pasivo A favor de gradiente Sustancia negra Sustancia roja Transporte activo En contra de gradiente Sustancia negra Sustancia roja 15 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS Transporte pasivo A. Proteínas formadoras de canal Canales que siempre están abiertos. 3.8.1.1. Transporte pasivo: Osmosis y El principal ejemplo son las acuoporinas. difusión (simple y facilitada). Difusión facilitada: Transporte de glucosa en eritrocitos: uniporte Mecanismo de alternancia de conformaciones B. Proteínas de transporte Las proteínas que transportan sustancias presentan especificidad. Hexoquinasa ATP El transporte puede ser combinado. ADP Glucosa 6-P 16 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS Transporte pasivo C. Proteínas formadoras de canales iónicos regulados. Regulados por voltaje Regulados por ligando Un cambio en el voltaje de La llegada de una sustancia (ligando) membrana provoca la apertura. provoca la apertura (llave-cerradura). 17 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS Transporte activo Primario - Directo Utiliza ATP como fuente de energía. Bomba Sodio-Potasio Genera el potencial de membrana 18 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS Transporte activo Secundario - Indirecto Usa los gradientes electroquímicos creados por la bomba de sodio-potasio. Normalmente necesita un cotransportador. Aprovecha el movimiento de una sustancia a favor del gradiente para mover otra en contra de él. 19 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS Transporte vesicular ENDOCITOSIS FAGOCITOSIS PINOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR 20 POTENCIAL DE ACCIÓN. Potencial de reposo La membrana plasmática presenta una diferencia de potencial, la cara interna es algo más negativa. Ese potencial de membrana (-65/-70mV) se encuentra en todas las membranas celulares. POTENCIAL DE REPOSO Esta diferencia de potencial puede verse alterada. 21 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS. POTENCIAL DE ACCIÓN. Fases del potencial de acción Por movimientos de cargas Por movimientos de cargas (iones), el interior de la (iones), el interior de la membrana puede volverse membrana puede volverse aún más negativo. positivo. HIPERPOLARIZACIÓN DESPOLARIZACIÓN Estos cambios solo ocurren en las llamadas células excitables (neuronas y células musculares) y se producen de manera ++++++++++++++++ ---------------- coordinada y como respuesta a un estímulo. -------------- ++++++++ -------------- ++++++++ 22 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS. POTENCIAL DE ACCIÓN. Fases del potencial de acción 1 Un estímulo provoca pequeños cambios en el potencial de membrana. Cuando esos cambios son lo suficientemente intensos (alcanzan un umbral), se provoca la apertura de canales iónicos de Na+ y/o Ca2+ dependientes de voltaje. La entrada de cargas positivas provoca mayor despolarización, lo que hace que más canales de Na+ y/o Ca2+ se abran. El potencial de membrana acaba volviéndose positivo. DESPOLARIZACIÓN 23 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS. POTENCIAL DE ACCIÓN. Potencial de acción 2 Este fenómeno de retroalimentación 3 La entrada de Na y/o Ca + 2+ provoca la positiva se frena cuando el canal de apertura de canales de K+. Na+ y/o Ca2+ se inactiva. La inactivación de los canales de La salida de K+ provoca una salida cargas positivas es espontánea y de cargas positivas, lo que conlleva empieza a producirse cuando se a la repolarización de la membrana. abren, pero de manera muy lenta. 24 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS. POTENCIAL DE ACCIÓN. Potencial de acción 4 Los canales de K también se inactivan + 5 La bomba ATPasa Na /K se encarga + + pero muy lentamente, lo que lleva a de recuperar el desequilibrio químico y una salida excesiva de cargas el potencial de membrana de reposo positivas. de la célula HIPERPOLARIZACIÓN 25 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS. POTENCIAL DE ACCIÓN. Potencial de acción Secuencia de eventos que llevan a cambios ordenados del potencial de membrana provocados por la dinámica de iones entre el medio extracelular y el intracelular. 26 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS. POTENCIAL DE ACCIÓN. Características del potencial de acción 1. Existe un estímulo que lo desencadena. 2. Dicho estímulo necesita una intensidad mínima (umbral). 3. Sigue un patrón de todo o nada. 4. La transmisión del impulso se transmite a través de la membrana plasmática, sin sufrir desaceleración. 5. Después del potencial de acción hay un periodo en el que no se puede disparar otro potencial de acción: periodo refractario. 27 Tema 3: Potencial de membrana y potencial de acción. Curso 2023-2024 DUDAS 28