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Excitabilidad neuronalExcitabilidad neuronalPotencial de membranaPotencial de membranaImpulsos nerviososImpulsos nerviosos

Conducción nerviosaConducción nerviosa

ESFUNO UTI: Neurobiología

Depto. BiofísicaFacultad de Enfermería

Esquema de la clase:

Repaso: - estructura de la membrana. Funciones de la membrana

- tipos de transporte a través de la membrana

-potencial de reposo de membrana

-análogo eléctrico. Teoría del cable

Excitabilidad celular

Papel de los iones en el cambio de potencial de membrana

Potencial de Acción y sus propiedades

Conducción

Estructura de la membrana y sus principales funciones

Funciones:

-Establecer, mantener o variar en forma controlada la concentración de electrolitos, no electrolitos o agua entre los 2 compartimentos. (COMPARTIMENTACIÓN)

-Sitio de transducción de señales (unión de hormona peptídica cascada de señales)

- Superficie que favorecen ciertas interacciones moleculares

Concentración de los principales iones

[Na +2 ] mM [K +] mM [Cl -] mM

Medio extracelular 120 2,5 120

Mediointracelular 37 110 1,2

Nervio de rana

Movimiento de iones en función de su potencial elec troquímicopotencial electroquímico

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Potenciales de equilibrio para los iones Ley de Nerst Transporte a través de la membrana

T. ActivoT. Facilitado Difusión Simple

T. Pasivo

Posibles cambios en las permeabilidades de la membr ana a losdiferentes iones, se traducirá en un cambio en el v alor de V m

Potencial de membrana en reposo

Vm = RT x ln P Na. [Na]e + P K.[K]e + P Cl . [Cl ]izF P Na. [Na]i + P K. [K]i + P Cl. [Cl]e

Ecuación de Goldman-Hodking-Katz

PK mayor en células nerviosas Vm cercano a EK (-65mV)

rm

Modelo de mosaico fluido de la estructura de la mem brana en 3D

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Tomando en cuenta los principales iones…

g Na

E Na

g K g Cl

E K E Cl

C m

Se puede determinar cuanta corriente puede fluir a través de uncanal de membrana cuando éste se abra

I = ∆VR

Ley de Ohm

Excitabilidad:capacidad de algunos tipos celulares de reaccionar con cambios en el potencial de membrana en reposo frente a estímulos de ciertas características (pudiendo generar potenciales de acción)

Excitabilidad celular

Generación y transmisión de un impulso nerviosos involucran 2 procesos conceptualmente independientes, pero operativamente relacionados, excitación y la conducción .

Conducción :Se refiere a la propagación del potencial de acción que se aleja del sitio de excitación

EstímulosFactor fisicoquímico capaz de producir una respuesta a nivel celular.

Experimentalmente de distintos tipos: -Mecánico-Eléctrico-Químico-Térmico

Todos los estímulos operan por despolarización de la membrana de la fibra nerviosa.

Características del estímulo eléctrico :-suficiente intensidad y duración (para hacer que el potencial de membrana alcance el potencial de disparoo voltaje umbral )

-Estímulo umbral-tasa de aumento: acomodación (nervio no responde, umbral más alto)

-Sumación de estímulos subumbrales (tiempo corto entre uno y otro)

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Mecanismo de generación del PA

Analizando en el circuito equivalente

B

C

Papel del sodio

Papel del potasio

En reposo

A

B

C

A-B: Despolarización

Es cualquier cambio en el valor de Vm que hace que éste se vuelva menos negativo

B-C: Repolarización

Es cualquier cambio en el valor de Vm que tiende a hacerlo más negativo

Vm ≈ VNa

Hiperpolarización pospotencial

Vm ≈ VK

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Canal de Na ++

Estados:

-Cerrado-Abierto-Inactivo

Estados:

-Cerrado-Abierto

¿Cómo se conduce el potencial de acción?¿Cómo se conduce el potencial de acción?

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Conducción saltatoria en axones mielínicos

Propagación del potencial de acción

-mayor velocidad de conducción-menor gasto energético

Vaina de mielina

Nodos de Ranvier

Propiedades de un potencial de acción

-Umbral de excitación : intensidad del estímulo para provocar un PA

-Ley de todo o nada : estímulo umbral o supraumbral genera potencial de acción de igual amplitud, independientemente de la intensidad del estímulo

-Conducción sin decremento : propagación de PA con amplitud constante. La velocidad de propagación depende del tamaño de la fibra, presencia o ausencia de mielina

-Período refractario : Absoluto : es el tiempo, inmediatamente después deproducirse un PA durante el cual la célula no responde a otros estímulos (sin importar cuan fuerte sean éstos). 0,4 a 1 ms

Relativo : período durante el cual la intensidad de los estímulos aplicados, ha de ser mayor de lo normal para provocar un PA en las células

Implicancia del canal de sodio

Bibliografía

Capítulo 8. BIOFÍSICA. Frumento

Para los más entusiasmados:Capítulo 2 y 3. Best y Taylor. Bases fisilógicasde la práctica médica