Potenciales de membrana y potenciales de accion

1. Mecanismos transporte a
traves de la membrana y
potencial de acción

2. MECANISMOS DE TRANSPORTE
A TRAVES DE MEMBRANA
Transporte de
moléculas de baja
densidad
Transporte pasivo
•Difusión simple
•Difusión facilitada
Transporte activo
Transporte de
moléculas de
elevada masa
molecular
Endocitosis
•Fagocitosis
•Pinocitosis
•Mediada por un
receptor
Exocitosis
Transcitosis

3. MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE
MEMBRANA.(moléculas pequeñas).
 Difusión simple :
 Es el paso de
pequeñas moléculas
de donde hay mas a
donde hay menos
(por tanto no hay
gasto energético);
 Puede realizarse a
través de la bicapa
lipídica o a través de
canales proteícos.

4. MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE
MEMBRANA.(moléculas pequeñas)
o Difusión facilitada:
o moléculas que al no
poder atravesar la
bicapa lipídica,
requieren que proteínas
transmembranosas
faciliten su paso.
o Estas proteínas reciben
el nombre de proteínas
transportadoras que,
arrastra a dicha
molécula hacia el
interior de la célula.

5. MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE
MEMBRANA.(moléculas pequeñas)
El transporte activo.
En este proceso también
actúan proteínas de
membrana, pero éstas
requieren energía, para
transportar las moléculas al
otro lado de la membrana.
Se produce cuando el
transporte se realiza de
donde hay menos a
donde hay mas.
Son ejemplos de transporte
activo la bomba de Na/K,
y la bomba de Ca.

6. Transporte de moléculas de gran
tamaño.
 Endocitosis: Es el
proceso por el que la
célula capta
partículas del medio
externo mediante una
invaginación de la
membrana en la que
se engloba la
partícula a ingerir.

7. Tranporte de moléculas de
gran tamaño.
 Exocitosis. Es el mecanismo por el cual las
macromoléculas contenidas en vesículas
citoplasmáticas son transportadas desde el
interior celular hasta la membrana
plasmática, para ser vertidas al medio
extracelular .

8. Potencial de membrana y
potenciales de acción

9. Potencial de difusión
 Potencial de difusión
 Diferencia de potencial entre el interior y exterior suficiente
para bloquear la difusión de impulsos
 Membrana de una fibra nerviosa
 Mayor concentración de K+ dentro
 Al salir el K + genera: Electronegatividad en el interior y
Electro positividad en el exterior adicional neta de potasio
hacia el exterior (94mV negativos dentro de la fibra
nerviosa)

10. Potencial de difusión
 Concentración elevada de Na+ fuera de la membrana
 La difusión hacia dentro de la membrana provoca:
Electronegatividad en el exterior y Electropositividad en el
interior
 Potencial de difusión – 61mV positivos dentro de la fibra
nerviosa bloquean la difusión de Na+ hacia el interior.

12. Potencial de difusión
 La membrana es permeable a varios iones, entonces el
potencial de difusión depende de:
1. Polaridad de la carga eléctrica de cada ion
2. Permeabilidad de la membrana a cada ion
3. Concentraciones de los iones en el interior y en el exterior.
 Los iones más importantes son Sodio, Potasio y Cloruro; el
gradiente de concentración de cada uno determina el
voltaje del potencial de membrana.

13. Potencial de difusión
 La permeabilidad de los canales de sodio y potasio
experimenta cambios rápidos durante la transmisión de
un impulso nervioso.
 La permeabilidad de los canales de cloruro no se
modifica mucho.
 Cuando una fibra nerviosa NO transmite señales nerviosas
tiene una potencial de -90mV en el interior.

14. Potencial de membrana en
reposo
 Bomba Na+-K+
 Bombea Na hacia el exterior y K al interior
 Se bombean más cargas positivas hacia el exterior, generando
un potencial negativo en el interior.
 Genera gradientes de concentración para Na y K.
Interior Exterior
Na 14 mEq/l 142 mEq/l
K 140 mE1/l 4 mEq/l

15.  Además de la bomba Na-K, existen
 Canales de Fuga K-Na
 100 veces más permeables al K
 Esta diferencia también determina el nivel de potencial de
membrana en reposo.

16. Bomba Na-K y Canales de fuga
K-Na

17. Origen del potencial de
membrana en reposo
 Potencial de difusión de potasio
 Difusión de sodio
 Contribución de la Bomba Na-K
 Difusión Sodio y Potasio -86mv

18. Potencial de acción nervioso
 Comienza con un cambio súbito del potencial de membrana
1. De negativo (reposo) a positivo
 Entran cargas positivas
2. De positivo a negativo
 Salen cargas positivas
3. Se desplaza a lo largo de la fibra nerviosa.

19. Fases del potencial de acción
 Fase de reposo
 Membrana polarizada -90mV
 Fase de despolarización
 Aumenta súbitamente la permeabilidad al Na hacia el interior del
axón, las cargas positivas elevan el potencial a cero o más allá
(sobreexcitación)
 Fase de repolarización
 Se cierran los canales de Sodio, se abren los de Potasio más de lo
normal, salen cargas positivas.

20. Canal de Na activado por
voltaje
 Compuerta de activación (externa)
 Compuerta de inactivacion (interna)
 Tres fases
 Reposo
 Activación
 Inactivación

21. Canal de Na activado por
voltaje
 Fase de reposo
 -90mV
 Compuerta de activación cerrada
 Activación
 -70 a -50mV
 Compuerta de activación abierta
 Aumenta la permeabilidad del sodio 500-5000 veces (Entra
sodio)

22. Canal de Na activado por
voltaje
 Inactivación
 El mismo voltaje que abre la compuerta, la cierra, pero el
cambio conformacional toma más tiempo.
 La compuerta de inactivación no se abre hasta que el
potencial de membrana llega a -90mV.

23. Canal de K activado por voltaje
 Reposo
 Potencial -90mV
 Compuerta cerrada
 Activación
 Potencial hacia Cero
 Compuerta abierta
 Sale Potasio, al tiempo en que se cierran los canales de Sodio.

24. Canales de Sodio y Potasio
- activación por voltaje

25. Otros iones en el potencial de
acción
 Aniones no difusibles
 Proteínas, compuestos de fosfato orgánicos, compuestos
de sulfato, etc.
 Estos iones permanecen en el interior del axón
 Son responsables de la carga negativa, cuando hay un
déficit neto de iones potasio (+) y otros iones positivos.

26. Otros iones en el potencial de
acción
 El calcio coopera con el Sodio para producir el potencial de
acción.
 La bomba de Calcio
 Saca Calcio de la célula
 Mete Calcio al retículo endoplásmico
 Crea un gradiente de 10 000 veces.

27. Bomba de Calcio
 Canales de Ca++ - Na+, activados por voltaje
 Canales lentos
 Al abrirse entra Sodio y Calcio a la fibra nerviosa.
 En el músculo cardíaco y músculo liso hay abundantes canales
de calcio.

28. Relación Ca++ - Na+
 Concentración de Calcio en el líquido extracelular
 Cuando hay déficit
 Los canales de sodio se abren con un aumento muy pequeño de
potencial de membrana
 La fibra nerviosa se vuelve muy excitable, y a veces descarga de
manera repetitiva sin razón.
 Aparentemente el Calcio se pega a la proteína del canal de
Sodio alterando su voltaje hacia positivo.

29. Inicio del potencial de acción
 El umbral de estimulación
 La entrada de Na supera la salida de K, generando un aumento
súbito de potencial de membrana a -65mV.
 El aumento de voltaje abre muchos canales de Na
(retroalimentación positiva)
 Entra Na y aumenta más el voltaje Se abren más canales de Na
Entra más Na, se abren todos los canales Na Se cierran los
canales de Na y se abren los canales de K

30. Propagación del potencial de
acción
 Un potencial de acción que se desencadena en cualquier
punto de una membrana excitable, excita porciones
adyacentes de la membrana.
 Las cargas eléctricas positivas son desplazadas a lo largo de
la fibra nerviosa mielinizada y abren más canales de Na en
nuevas zonas.

31. Propagación del potencial de
acción
en una fibra nerviosa

32. Equilibrio Na y K
 Después de varios impulsos nerviosos, pueden desequilibrarse
las cantidades de Na y K dentro de la fibra nerviosa
 La bomba Na-K-ATPasa restablece el equilibrio (potencial de
reposo)

33. Meseta en algunos potenciales de
acción
 La membrana no se repolariza inmediatamente
 Músculo cardíaco – contracción del músculo por 0.2 – 0.3
segundos, lo que origina la repolarización de la membrana.
 El músculo cardíaco tiene también canales lentos (Sodio –
calcio)
 Los canales de potasio se abren más lentamente

34. Descarga repetitiva
 Las descargas repetitivas auto-inducidas aparecen en
 Corazón: Latido rítmico del corazón.
 Músculo liso: Peristaltismo rítmico del intestino.
 Neuronas: Control rítmico de la respiración.

35. Estimulación espontánea
 Debe haber permeabilidad suficiente al Na (o Na – Ca) para
permitir la despolarización automática.
 En el corazón, el potencial de membrana en reposo es de -60 a
-70mV
 El voltaje no es suficiente para cerrar todos los canales de Sodio
y Calcio.

36. Estimulación espontánea
 Potencial en reposo -60 a -70mv
 Entra Na y Ca a la fibra(aumenta el voltaje)
 Entra más Na y Ca (se eleva aun mas el voltaje)
 Se genera un potencial de acción
 Se repolariza la membrana
 Vuelve a despolarizarse, no entra en reposo.

37. Estimulación espontánea
 En el corazón hay un retraso entre repolarización y
despolarización
 Al final del potencial de acción la fibra se hace mucho más
permeable al potasio
 Al salir más potasio, queda más negativo dentro.
 Este estado se llama hiperpolarización
 Da tiempo entre un potencial de acción y otro.

38. Fibra mielinizada
 Axón
 Dentro tiene el Axoplasma
 Por fuera Vaina de Mielina hay células de Schwann
 La mielina es un aislante eléctrico
 Cada 1-3 mm hay un nódulo de Ranvier
 Zona no aislada, por donde fluye el impulso nervioso.

39. La membrana de una célula de Schwann “se
enrolla” alrededor
del axón para formar la vaina de mielina.

41. Conducción “saltatoria”
 Los iones casi no fluyen a través de las vainas de mielina,
pero si a través de los nódulos de Ranvier.
 Los potenciales de acción se producen sólo en los nódulos
de Ranvier.
 La corriente eléctrica fluye , Por el líquido extracelular, Por
el axoplasma del axón, Excitando el siguiente nódulo de
Ranvier.

42. Conducción saltatoria – axón
mielinizado

43. Excitación
 Cualquier factor que haga que el Na empiece a difundir hacia
el interior de la membrana
 Trastorno mecánico sobre la membrana
 Efecto químico
 Paso de electricidad

44. Período refractario
 No se puede producir un nuevo potencial de acción
mientras la membrana siga despolarizada, incluso con un
estímulo intenso.
 Poco después del inicio del potencial de acción los canales
de sodio y potasio se inactivan
 Sólo al volver al potencial de reposo se podrán abrir las
compuertas