Causas, características y fases del potencial de acción. Fisiología de la membrana, el nervio y músculo.

1. Potencial de Acción

2. El potencial de acción es una despolarización rápida seguida de una repolarización
(retorno del potencial de membrana al reposo).
Su función es:
o Nervios: conducir señales neuronales.
o Músculo: iniciar una contracción
Potencial de Acción

3. Tipos de Potenciales de Acción

4. • Los potenciales graduados son cambios en el potencial de membrana que se limitan a una región relativamente
pequeña de la membrana plasmática.
• Suelen ser producidos por algunos cambio específico en el entorno de la célula que actúa sobre un región de la
membrana.
• Se les llama «potenciales graduados" simplemente porque la magnitud del potencial puede variar (son «graduados").
Potenciales Graduados (Electrotónicos)

5. Diferencias entre Potencial de Acción y Graduados
Potencial Graduado Potencial de Acción
Es un cambio en el potencial de membrana,
puede variar su amplitud
Es un cambio en el potencial de membrana
asociado con la transmisión de impulsos a
lo largo de la membrana de un fibra
nerviosa o una fibra muscular
Puede ser despolarizante o hiperpolarizante Solo se puede generar en respuesta a una
despolarización
Son respuestas graduadas cuya amplitud
depende de la intensidad del estímulo
Una despolarización lo suficientemente
grande puede alcanzar el umbral
Generado por canales metabotrópicos Generado por canales dependientes de
voltaje
Se transmiten a cortas distancias Pueden ser transmitidos a largas distancias
Son respuestas locales: la amplitud de la
respuesta que se conduce pasivamente
decae con la
distancia al sitio donde se originó.
No pierden su intensidad durante su
transmisión
Estas respuestas pueden sumarse tanto
espacial (respuestas a estímulos
espacialmente cercanos) como
temporalmente (respuestas a estímulos
consecutivos aplicados en el mismo sitio)
Los potenciales de acción no pueden ser
aditivos

6. Potenciales Electrotónicos (Graduado)

7. Potencial de Acción

8. Potenciales postsinápticos excitatorios

9. Potenciales postsinápticos inhibitorios

10. Potenciales postsinápticos excitatorios (distancia)

11. Umbral

12. Los iones difunden a través de la membrana por canales iónicos.
Canal de fuga
 Siempre abierto
 La dirección en la que se mueve el ion depende de las fuerzas electroquímicas
 Participa en el mantenimiento del potencial de membrana en reposo
Canal de iones controlado por voltaje
 El estado abierto / cerrado está determinado principalmente por el valor del potencial de
membrana (voltaje)
 El cambio en el potencial de la membrana puede abrir o cerrar el canal.
Canales iónicos

13. Canales de Na+
(rápidos) dependientes de voltaje
 La apertura de estos canales es responsable de la rápida despolarización del potencial de acción (fase
ascendente).
Canales de Na+
dependientes de Voltaje

14. Canales de Na+
(rápidos) dependientes de voltaje
 El canal rápido de Na+
tiene 2 compuertas y 3 estados conformacionales.
Canales de Na+
dependientes de Voltaje

15. Canales de K+
dependientes de voltaje
 Cerrado al potencial de membrana en reposo
 Se abre con la despolarización, pero su cinética es mucho más lenta que la de los canales de Na+
dependientes de voltaje
 Mecanismo primario de repolarización
Canales de K+
dependientes de voltaje

16. Conductancias

17. Fases del potencial de acción
0
0
0 Potencial de membrana en reposo
1 Umbral
2 Despolarización
3 Sobretiro
4 Repolarización
5 Hiperpolarización
Fases del Potencial de Acción

18. 0
0
0 Potencial de membrana en reposo
2 Despolarización
3 Sobretiro
4 Repolarización
0

19. Potencial de Acción

20. Potencial de Acción (conducción)

21. Potencial de Acción (repolarización)

22. El Período Refractario Absoluto
 Es el período durante el cual no importa que
tan fuerte sea un segundo estímulo, no puede
inducir un nuevo potencial de acción. El
mecanismo subyacente a esto es el hecho de
que durante este tiempo, la mayoría de los
canales de Na+
están inactivos.
 La duración de este período determina la
máxima frecuencia de potenciales de acción.
El Período Refractario Relativo
 Es aquel período durante el cual un estímulo
mayor al inicial es capaz de inducir un segundo
potencial de acción.
 El mecanismo para este periodo es que los
canales de Na+
ya no están inactivos ahora
están cerrados y ya es posible abrirlos (revisar
diapositiva 5)
Propiedades de los Potenciales de Acción

23.  La estructura de salida de información
 Un solo axón por célula - un largo proceso diseñado
para transmitir información desde el pericarión -.
 La terminal sináptica se ramifica para hacer contacto
con otras células.
 Los potenciales de acción se originan en el cono
axónico.
Axón

26.  Se hallan sólo en el SNC, y su función principal es la de proporcionar soporte a los axones y producir la vaina de
mielina, que aísla a la mayoría de los axones entre sí.
 La mielina está formada por un 80% de lípidos y 20% de proteínas y es producida por los oligodendrocitos, que
forman como un tubo que rodea al axón.
Los Oligodendrocitos
Oligondedrocitos

27.  La capa que rodea al axón no es continuo, sino que forma una especie de
segmentos de 1mm de longitud entre los cuales existe una pequeña
porción de axón no cubierta.
 Cada una de las porciones descubiertas del axón se denomina nodo de
Ranvier
Nodo de Ranvier
Nodo de Ranvier

28. • Un único oligodendrocito forma varios segmentos de mielina
• Durante el desarrollo del SNC los oligodendrocitos producen prolongaciones que se enrollan
alrededor de un segmento del
axón, y al hacerlo va produciendo varias capas de mielina
Mielina

29.  Mientras que en el SNC son los oligodendrocitos los que dan soporte a los axones y producen mielina,
en el SNP las células de Schwann las que cumplen esta función
 La mayoría de los axones del SNP son mielínicos. La vaina de mielina está también dividida en
segmentos y cada segmento consiste en una unica célula de Schwann, enrollada múltiples veces sobre
el axón.
 Además toda la célula de Schwann rodea al axón
Células de Schwann

30. Hay 2 factores principales que influyen en la velocidad
de conducción en los nervios:
 Diámetro de la célula: cuanto mayor es el diámetro de
la celda, mayor es la velocidad de conducción. Una
mayor superficie de sección transversal reduce la
Resistencia eléctrica interna.
 Mielinización: la mielina proporciona una mayor
resistencia eléctrica a través del membrana celular,
reduciendo así la "fuga" de corriente a través de la
membrana.
La mielinización es interrumpida por los nodos de
Ranvier donde se encuentran una alta densidad de
canales de Na+
, por lo tanto, el potencial de acción
parece “rebotar" de un nodo a otro con una disminución
mínima en su magnitud y una mayor
velocidad (conducción saltatoria).
Velocidad de Conducción

31. Conducción del Potencial de Acción

32. • Un potencial de acción puede viajar largas distancias
– Regenerándose a si mismo a lo largo del axón
Conducción del Potencial de Acción (regeneración)

33. Velocidad de conducción (diámetro)

34. Velocidad de conducción (mielinización)

35. Velocidad de conducción (nodo de Ranvier)

36. Velocidad de conducción (nodo de Ranvier)

37. Conducción del Potencial de Acción

38. Potencial de Acción (velocidad de conducción)

39. 1. El potencial de acción que viaja por el axón de la
motoneurona despolariza la membrana presináptica.
2. Esta despolarización abre canales de Ca2+
dependiente
de voltaje en la membrana presináptica produciendose un
influjo de Ca2+
a la terminal presináptica (boton sináptico).
3. El aumento de Ca2+
hace que las vesículas sinápticas
liberen su contenido (ACh). La cantidad de
neurotransmisores liberados está directamente
relacionada con el incremento en las concentraciones
intracelulares de Ca2+
(cuanto más Ca2+
entra, más
neurotransmisor es liberado).
4. ACh se une a un receptor nicotínico ubicado en la
membrana muscular. (el receptor es un canal catiónico
monovalente no selectivo para Na+
y K+
) Debido a que el
Na+
tiene una fuerza electromotriz se produce una a
despolarización.
5. La despolarización resultante activa canales de Na+
en la
membrana muscular (sarcolema) induciendo la
generación de potenciales de acción.
Transmisión Sináptica
6. La acetilcolinesterasa (enzima ubicada en la membrana
postsináptica) hidroliza a la ACh en colina y acetato
terminando el efecto de la ACh sobre la fibra muscular.
La colina es recapturada por la terminal presináptica
para la resíntesis de ACh.

40. • El potencial de acción arriba a la terminal nerviosa.
• La onda de despolarización abre los canales de Ca2+
activados por voltaje.
• El influjo de Ca2+
provoca la fusión de las vesículas con la
membrana presináptica.
• Los neurotransmisores difunden a través del espacio
sináptico y se unen a su receptor en la membrana
postsináptica .
Liberación de Neurotransmisores

41. • La acetilcolina (ACh) es hecha a partir de colina y
acetil CoA (1).
• En el espacio sináptico la ACh se une a sus
receptores y es rápidamente hidrolizada por la
acetilcolinesterasa (2).
• La colina es recapturada por la terminal presináptica
y es usada para hacer mas ACh (3).
Transmisión Colinérgica

42. Remoción de Neurotransmisores

43. Placa Neuromuscular

44. Placa Neuromuscular