Potencial de Membrana: Diferencia Eléctrica (PDF)

POTENCIAL DE MEMBRANA: Diferencia eléctrica entre fuido intracelular y extracelular 2 © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados...

POTENCIAL DE MEMBRANA: Diferencia eléctrica entre fuido intracelular y extracelular 2 © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 2  Distribución de solutos Importante * ↑Nat, 4PCY AHeD3 I LEC - , ↑ proteinas terminar de anotar. 5ntracelular (cito gol) - LIC Extracelular LEC LJC - ↑↑ &K+, proteínas , aniones de > intesticial - gran tamaño > - plasma - plasma - SS intesticial LEC O ↓ a ↑↑ CL LEC DHLOSLEC plasma L52 = prácticamente & · Aniones LIC gran tamaria , 660k" proteínas , de ↑ PINa"LEC LIC 3 © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 3  Neutralidad eléctrica la carga es neutra- A la carga es LÍQUIDO INTRACELULAR & neutra- A & sumd sum , aes Id carg a e5 t neutra- A Equilibrio eléctrico dentro de cada & compartimento 160 150 (excepto en las cercanías de la membrana) [cationes] = [aniones] Da000a 000000000 4 © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados PLASMA 4  Potencial de membrana proteinas al ph celular tienen carga Importante Muchos de los solutos del organismo son iones y por tanto tienen asociada una carga eléctrica neta: K+, Na+, Cl-, fosfato-, proteínas- En el organismo la separación de cargas la ejerce la membrana celular. Actúa como aislante Varios factores influyen en el potencial de membrana: 1.Distribución desigual de iones (Gradiente de concentración): Cl-, Na+, Ca2+ (más concentrados en el LEC), K+ (más concentrado en el citosol) 2.Permeabilidad de la membrana a los iones: Mucho más · muchos canales para ese ión. permeable al K+ que a Na+ o Ca2+ 3.Naturaleza electrogénica de la bomba Na+/K+ ATPasa: expulsa 3 iones Na+ /introduce 2 iones K+ Uso de ATP ↑Wa Abunda la carga negativa en el interior celular. 5 © Copyright Universidad Europea. 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Vm= Potencial de membrana en reposo a 37 ºC 61= 2,303 RT/F P= permeabilidad relativa del ion indicado en el subíndice [ion]= concentración del ion fuera y dentro de la célula Significado de la ecuación: El potencial de membrana en reposo está determinado por la contribución combinada del producto de la permeabilidad y la concentración de cada ion 14 © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 14  Potencial de membrana en reposo, resumen El potencial de membrana en reposo existe por la diferencia de concentración de iones dentro y fuera (iones negativos LIC y positivos en el LEC) El líquido extracelular es rico en Na+ y Cl-. El citoplasma es rico en K+, fosfato orgánico y aminoácidos La mayoría de iones negativos del interior celular están asociados a proteínas y no pueden salir de la célula. El movimiento de Na+ y K+ se controla con la bomba de Na+/K+ ATPasa y mediante canales iónicos y diferentes permeabilidades. Cambios en la permeabilidad de la membrana alterarán el potencial de membrana. 15 © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 15  Señales eléctricas en las neuronas En todas las células del organismo existen potenciales de membrana: potenciales eléctricos debidos a la diferencia de concentración de iones a un lado y otro de la membrana Las células nerviosas y las musculares además son «excitables»: Capaces de generar impulsos eléctricos y propagarlos rápidamente en respuesta a un estímulo Estos impulsos pueden utilizarse para transmitir señales a lo largo de las membranas de las células nerviosas y musculares © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 16  Repaso –potencial de membrana Células NO excitables: Permeables al potasio. Canales pasivos de K+. El potasio difunde al exterior desde la célula: por gradiente de concentración (fuerza química). El potasio entra a la célula atraído por la carga negativa del interior celular (fuerza eléctrica). Ambas fuerzas son opuestas: cuando se igualan: no hay movimiento neto. Equilibrio: potencial de equilibrio para el potasio (-90 mV) En células no excitables: potencial de membrana= potencial de equilibrio del potasio (sólo permeable a este ión) © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 17  Repaso- potencial de membrana Las células excitables (neuronas) son ligeramente permeables al sodio. Canales pasivos de Na+. El sodio entra en la célula dirigido por su gradiente de concentración y de electricidad. El potencial de membrana pasa de –90 mV a –70 mV. Se hace más positivo. en reposo hace más positivo (se Como el sodio seguirá entrando y el potasio saliendo ligeramente- La bomba Na+/K+ mantiene el potencial de membrana. © Copyright Universidad Europea. 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Todos los derechos reservados MÁS POSITIVO MÁS NEGATIVO 22  Generación de señales eléctricas El flujo de carga eléctrica transportada por el ion se llama corriente del ion (Iion) La dirección del movimiento de los iones depende del gradiente electroquímico: diferencias en la concentración de sustancias químicas sumadas a diferencias de cargas eléctricas. (En general: K+ hacia fuera de la célula, Na+, Cl- y Ca2+ hacia el interior la célula) El flujo neto de iones a través de la membrana despolariza o hiperpolariza la célula, lo que produce una señal eléctrica 23© Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 23  1.2 Potencial graduado SABER EXAMEN 78 ↑ - & - 98 ↑ - 55 b &I 10 X Dendritas y cuerpo celular - - 70 28 & X sevuelven al Corta distancia -. 30 b X estado de reposo Potencial -. b - 40 Y card in inactivan do ca neurond). Pierde intensidad & 5D ↓ & graduado Puede iniciar un potencial de acción (se cambia de DS-70 a (si tiene la intensidad adecuada Y an valor mas positiva Y. 5 llegar a la zona gatiles X 2 umbral : supere los -55mU. 55mV Potencial umbral · e genera Zona - (se abren las un potencial de acción compuertas) S gatillo. Aven 55 mu - large Potencial de Larga distancia distancia acción Intensidad constante · Debido a la vaina de mielina. · Potencial de acción © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 24  Potenciales graduados y potenciales de acción Las señales eléctricas se pueden clasificar en dos tipos básicos: potenciales graduados y potenciales de acción Potenciales graduados: Señales de intensidad variable que discurren en corta distancia y pierden intensidad a medida que viajan a través de la célula. (debido a quehayno vaina de mielina Comunicación a corta distancia Puede iniciar un potencial de acción Potenciales de acción: Despolarizaciones grandes de intensidad constante que pueden viajar largas distancias a través de una neurona sin perder intensidad. Comunicación a larga distancia 25© Copyright Universidad Europea. 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Todos los 26 & derechos reservados 26  Potenciales graduados I. Estímulo (neurotransmisor/estimula mecánica II. Apertura de canales de Na+ III. Introducción de ion Na+ (energía eléctrica) IV. Onda de despolarización:- Flujo de corriente local 27© Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 27  Potenciales graduados La intensidad de la despolarización inicial está determinada por la cantidad de cargas que ingresan en la célula: Si se abren más canales de Na+ entra más Na+ y el potencial graduado tiene una amplitud inicial más alta Cuanto más fuerte es la amplitud inicial más lejos se propaga el potencial graduado antes de desaparecer Causas de la pérdida de intensidad: Pérdida de corriente: algunas cargas + se filtran hacia atrás (canales permeables abiertos, el cuerpo celular no es buen aislante) Resistencia citoplasmática al flujo de electricidad 28© Copyright Universidad Europea. 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Al entrar Na+ se despolariza más la membrana y se abren más canales lo que hace entrar más Na+ que despolariza aún más la membrana- retroalimentación positiva. se abren los canales d. Poco tiempo después (10 milésimas de segundo- potencial de +20 mV) se cierra la de sodiD (t) compuerta de inactivación. Canal inactivo. Al cabo del tiempo se vuelve a abrir la compuerta de inactivación. siempre hay que volver al estado inicial. Entran aproximadamente 20000 iones de Na+ lo que cambia el potencial de membrana hasta +30 mV- NO HAY CAMBIO EN GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN. (se altera carga pero la , no el citosol y citoplasma) SE PRODUCEN CAMBIOS IMPORTANTES EN EL POTENCIAL DE MEMBRANA CON EL MOVIMIENTO DE MUY POCOS IONES. 37© Copyright Universidad Europea. 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Periodo refractario absoluto Duración de los periodos refractarios: Periodo refractario Varían desde 0,4 ms (axones de gran diámetro) lo que permite 1000 impulsos/s hasta 4 ms (axones de pequeño diámetro) lo que hace relativo posible hasta 250 impulsos /s Limitan la velocidad de transmisión de señales a través de una neurona 41© Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 41  Periodo refractario absoluto Asegura que no pueda ocurrir un segundo potencial de acción antes de que haya terminado el primero. Ni siquiera un estímulo muy potente puede generar un segundo potencial de acción. Coincide con los periodos de activación e inactivación de los canales de Na+ (pasos 2-3 de la diapo resumen). Los canales de Na+ inactivos no se pueden volver a abrir. Antes tienen que pasar al estado de reposo 42© Copyright Universidad Europea. 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Se abren los canales de Na+ regulados por voltaje y el Na+ entra en el axón a estado de reposo más zona despolarizada · Despolariza y Vuelvo a -Fo. 49© Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 49  Conducción del potencial de acción 3. La carga + fluye hacia las secciones adyacentes del axón por el flujo de corriente local 50© Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 50  Conducción del potencial de acción - 78 sale potasio S · Periodo refractario 4. El flujo de corriente local desde la región activa hace que nuevas secciones de la membrana se despolaricen 51© Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 51  Conducción del potencial de acción 5. El periodo refractario impide la conducción retrógrada. La pérdida de K+ repolariza la membrana 52© Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 52  Conducción del potencial de acción efecto domino 53© Copyright Universidad Europea. 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Todos los derechos reservados 56  Conducción saltatoria La corriente no se pierde por el aislamiento de las vainas de mielina La conducción es más rápida porque no tiene que abrir canales a lo largo del axón (proceso más lento) solo en los nodos. Vaina de mielina degenerada: Pérdida de corriente. Conducción más lenta 57© Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 57  Factores que afectan la velocidad de propagación Grado de desmielinización: Los potenciales de acción se propagan más rápidamente a lo largo de los axones mielínicos que los amielínicos. Diámetro del axón: Los axones de mayor diámetro propagan los potenciales de acción más rápidamente que los más pequeños. P Temperatura: menor velocidad cuando se enfrían ↓ temperatura :. buelocidad © Copyright Universidad Europea. 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