El modelo de Hodgkin y Huxley

Análisis y explicación del potencial de acción en el axón

gigante de calamar.

Repaso

• Leyes de difusión y drift• Ecuación de Nernst-Planck• Ecuación de Nernst• Equilibrio de Goldman• El modelo de Goldman-Hodgkin-Katz (GHK)

– Ecuación de voltaje de GHK– Ecuación de corriente

• Circuito equivalente, Ley de Ohm.

Un poco de historia…

• Sidney Ringer 1881,1887• Walter Nernst 1888• Julius Bernstein 1902, 1912• L. Hermann 1872• Cole

Incremento de la conductancia durante la excitación

Cole y Curtis, 1939

Dependencia del Na del potencial de acción

Fijación de Voltaje (“voltageclamp”)

Voltage Clamp

SI Vm-Vc<> 0

Inyección de corriente

Medir el voltaje

En cada ciclo de muestreo:

Ley de Ohm

•Iion = gion (Vm – Eion)

•gion=f(Vm,t,C)MedidoCalculado

Fijación de voltaje

• Eliminar la corriente capacitiva (Ic=CdV/dt)• Medir las características tiempo

dependientes de las conductancias iónicas con independencia de las voltaje-dependientes.

• Los alambres longitudinales insertados en el axón fijan espacialmente el voltaje.

Corrientes medidas en condiciones de fijación de voltaje

Familia de corrientes en fijación de voltaje

Separación de las corrientes de Na y K

Relaciones I-V

Relación I-V instantánea para la corriente entrante temprana

Relación I-V instantánea para la corriente saliente tardía

Curso temporal de gK y gNa a varios Vc

• HH refinaron el modelo para incluir varias ramas conductoras de iones

• Modernamente diríamos que las relaciones I-V para los canales de Na y K abiertos se evidenció que era lineal y que las gNa y gKson una medida de cuantos canales están abiertos.

Modelo de conductancias en paralelo. Circuito equivalente

Cambios en las conductancias en el axón gigante de calamar

Cambios en las conductancias a varios voltajes

Voltaje-dependencia de las conductancias iónicas

Inactivación de la corriente de Na

Recuperación de la inactivación de la INa

Curso temporal de los parámetros del modelo de HH

Voltaje-dependencia de los parámetros del modelo HH

Cálculo del potencial de acción propagado

Apertura de canales y circuitos locales

Modelo de compuerta