1. 1.3 ELECTROFISIOLOGIA,
EXCITABILIDAD Y
POTENCIALES

2. 1.3.1 NOCIONES GENERALES
DE ELECTROFISIOLOGIA
1.3.1.1 Definición
1.3.1.2 Ión, Anión, Catión
1.3.1.3 Electrolito

3. 1.3.1.1 Definición
Estudio de las propiedades eléctricas de la
célula.
Parte de la fisiología que se encarga del
estudio del estado de reposo y actividad de una
célula excitable.

4. CELULAS
EXCITABLES
Neuronas
Células cardiacas
Células Beta pancreáticas

5. 1.3.1.2 Ión, Anión, Catión
Un ión es un átomo o grupo de átomos que
tienen una carga eléctrica.
Los iones con carga positiva se denominan
cationes: Ej: Na, K, Mg.
Los que tienen carga negativa se denomina
aniones. Ej: Cl, HCO3.

6. 1.3.1.3 Electrolito
Un electrolito es una sustancia que disocia
iones libres cuando se disuelve o funde, para
producir un medio que conduce la electricidad.
Sustancia que al disolverse en un líquido se
disgregan en partículas cargadas
eléctricamente (iones).

7. Sustancia capaz de conducir electricidad en
solución.
Los electrolitos generalmente existen como
ácidos, bases o sales.
Ejemplo: HCl, NaCl, H2SO4, NaOH,
Acido acético, Ca(OH)2, Na2SO4.

8. EXCITABILIDAD
Capacidad de responder activamente ante la
aplicación de un estímulo.
Estímulo.- Variación energética del medio
ambiente.
Propiedad exclusiva de los seres vivos.

9. CLASES DE ESTIMULOS
 Mecánicos
 Térmicos
 Sonoros
 Luminosos
 Eléctricos
 Químicos
 (según las clases de energía)

10. TIPOS DE ESTIMULOS
 UMBRAL
 Mínima cantidad de energía que provoca una
respuesta.
 SUPRAUMBRAL
 Mayor intensidad que el umbral.

11.  SUBUMBRAL
 Estímulo con menor intensidad que el umbral.
No es capaz de provocar una respuesta activa.
 MAXIMO
 Mínima cantidad de energía capaz de
provocar una respuesta máxima.

12.  SUPRAMAXIMO
 Intensidad mayor que el máximo, pueden
provocar daño celular.

13. LEY DE LA EXCITABILIDAD
A menor umbral Mayor excitabilidad
A mayor umbral menor excitabilidad

14. CURVA DE EXCITABILIDAD
Curva de Intensidad – duración.
Un estímulo
se compone de: intensidad y
tiempo de aplicación.

15. Los parámetros que se tienen que definir
para explicar la excitabilidad son:
Reobase: Intensidad mínima que, aplicada
durante un tiempo indefinido, da lugar a una
respuesta.
Cronaxia: tiempo durante el cual se
tiene que aplicar un estímulo de
intensidad doble a la reobase para que se
produzca respuesta.

16. Curva de Intensidad – Duración.
4
* CRONAXIA
V 3
O
2
L
T
1 * REOBASE
S
T.U.
0.1 0.2 0.3 0.4
MILESIMAS DE SEGUNDO

17. Cuanto más pequeña sea la reobase y cronaxia de
una fibra (axón), más excitable será.
La cronaxia sirva para expresar excitabilidades
relativas.

18. 1.3.3 POTENCIAL DE MEMBRANA
1.3.3.1 Estados de la célula.
1.3.3.2 Factores que determinan el potencial de
membrana.
1.3.3.3 Bomba de sodio y potasio.

19. Conceptos
 Potencial de Membrana: es el voltaje que le dan a la
membrana las concentraciones de los iones en ambos lados
de ella.
 Potencial de Reposo: es el estado en donde no se
transmiten impulsos por las neuronas.
 Potencial de Acción: es la transmisión de impulso a través
de la neurona cambiando las concentraciones
intracelulares y extracelulares de ciertos iones.

20. Potencial de Equilibrio
El potencial de equilibrio
de un ión es el potencial
al que se equilibrarían
las fuerzas del gradiente
electroquímico actuando
sobre ese ión, de
manera que en el
potencial de equilibrio el
ión no tendría tendencia
a entrar ni a salir de la
célula.

21. Potencial de equilibrio
El movimiento de los iones se debe fundamentalmente a dos efectos:
• difusión: en presencia de un gradiente de concentración.
• atracción eléctrica: en presencia de un campo eléctrico.
En condiciones normales, en el interior de la célula hay una concentración 30
veces superior que en el exterior de iones de K+.
Ello hace que se produzca un flujo de iones hacia el exterior, haciendo que el
interior de la célula adquiera una carga negativa, que tiende a contrarrestar
el flujo debido a la difusión.
Las dos fuerzas (difusión y campo eléctrico) se compensan cuando la
diferencia de potencial entre el interior y el exterior es de -80mv (en ausencia
de otros iones o de canales que permitan la difusión de otros iones).

22.  El gradiente de concentración provoca un
movimiento del ión X+ desde el
compartimiento más concentrado hacia el
de menos concentración
 El gradiente eléctrico de tendencia opuesta
que tiende a detener la entrada de más iones
X+

23. Potencial de equilibrio
ION Exterior :Interior E ion (37ºC)
K+ 1 : 30 -80 mv
Na+ 10:1 62 mv
Ca++ 104 :1 123 mv
Cl- 11.5 : 1 -65 mv
En reposo (equilibrio dinámico) el potencial de membrana viene
determinado por los iones de K+ y Na+. Al ser la membrana mucho
más permeable (unas 40 veces) a los iones de K+, el potencial de
equilibrio está más cerca de la tensión de equilibrio debida sólo al
K+:
Potencial de membrana en reposo: -60 mv

24. Elementos de la Bomba Na K
ATP asa
Proteína
Na
K
ATP asa

25. Sodio (Na+)
 Niveles normales de
Na en suero: 135 a
145 mEq/l
 Mayor proporción a
nivel extracelular

26. POTASIO
 Elemento metálico
 Intracelular 98%
 Niveles normales de K
en suero: 3,7 a 5,2
mEq/l

27. ATP
El ATP:
adenina
ribosa
tres grupos fosfatos
Enlaces de alta
energía al romperse
se libera la energía
almacenada.

28. HIDRÓLISIS DEL ATP
ATP se hidroliza a
ADP, rompiéndose
un sólo enlace y
quedando un grupo
fosfato libre

29. ¿Qué es la ATP asa?
Es una enzima, presente en las células,
que es capaz de acelerar, el proceso de
hidrólisis del ATP.
ATP "moneda universal de energía".

30. Componentes Físicos de la bomba
 Complejo de 2
proteínas
globulares
 Subunidad α
PM: 100 000
Subunidad β
PM: 55 000
(ensamblado)

31. Características Subunidad α
3 lugares para la
unión del sodio
(interior)
2 lugares para la
unión del potasio
(exterior)
Porción interna,
posee actividad ATP
asa

32. ¿Qué es La bomba de sodio
(Na+/K+-ATPasa)
Es un sistema de transporte ubicado
en la membrana de las células
encargado de mantener la
concentración de sodio dentro de
éstas más baja, y la de potasio más
alta que en el líquido que las
circunda.

33. Modelos para la bomba de
Na+ / K+
c) Tiene dos estados
conformacionales:
Uno en que se une a Na+
interno, por lo promueve la
hidrólisis de ATP, se libera
energía y la ATPasa cambia
de conformación.
Ahora es el K+ externo el
que se une, el Na+ se libera
y el K+ se mueve hacia la INTERIOR DE LA CELULA
cara interna de la
membrana.

34. Funciones de La bomba de
sodio Na+/K+-ATPasa
Es esencial para :
La transmisión de impulsos nerviosos
El mantenimiento del volumen celular
La absorción de nutrientes a través
del intestino
La excreción y reabsorción de
sustancias en el riñón.

35. POTENCIAL DE ACCION
El potencial de acción es un ciclo de :
- despolarización,
- hiperpolarización y
- retorno al valor de reposo de la membrana.

37. Composición iónica del
liquido intracelular
ION mEq/Lt ION PLASMATI INTERSTI
CO CIAL
Na 14 mEq/Lt mEq/Lt
K 140 Na 142 139
Ca 0 K 4.2 4.0
Mg 20 Ca 4.5 4.8
Mg 2 2
Cl 4
Cl 100 100
HCO3 10
HCO3 24 28
HPO4 11 HPO4 4 4
SO4 1 SO4 0.5 0.5
Lactato 1.5 Lactato 1.2 1.2
Proteínas 4 Proteínas 1.2 0.2
Urea 4 4
Urea 4
mEq totales 282.0 281.0
mEq totales 281.0

38. Potencial de membrana en reposo:
- En las neuronas, casi siempre es cercano a – 70mV.
(Ganong)
- -90 mV (Guyton).

40. El ciclo dura 1-2 ms y puede tener lugar
cientos de veces por segundo.
Estas variaciones cíclicas del potencial de
membrana son consecuencia de incrementos
transitorios de la permeabilidad de una región
de la membrana, primero a Na+, luego a K+.

42. Un potencial de acción es consecuencia de la
apertura y el cierre en secuencia de canales
catiónicos regulados por voltaje.
– Primero, la apertura de los canales de Na+ durante
alrededor de 1 ms, lo que produce una gran
despolarización súbita de un segmento de la
membrana.
– Luego el canal se cierra y se torna incapaz de
abrirse (refractario) durante varios milisegundos,
lo cual impide el flujo posterior de Na+.

44. La apertura gradual de los canales de K+, a
partir del momento en que el potencial de
acción alcanza su pico máximo, permite la
salida de K+, que en un principio
hiperpolariza la membrana.
A medida que estos canales se cierran, la
membrana retorna a su potencial de reposo.

45. La despolarización asociada con un potencial
de acción generado en un punto a lo largo del
axón se difunde en forma pasiva hacia el
segmento adyacente, donde induce la apertura
de canales de Na+ regulados por voltaje y, en
consecuencia, otro potencial de acción.

46. La propagación del potencial de acción sólo
marcha en una dirección, debido al corto
periodo de inactivación de los canales de Na+
y a la breve hiperpolarización consecuente de
la salida de K+.

47. Las neuronas gruesas conducen los impulsos
con mayor rapidez que las delgadas.
La mielinización incrementa la velocidad de
conducción del impulso hasta en 100 veces.

48. En las neuronas mielinicas, los canales de Na+
regulados por voltaje se concentran en los
nodos de Ranvier (2000 y 12000).
La despolarización en un nodo se difunde con
rapidez y escasa atenuación al nodo siguiente,
por lo que el potencial de acción “salta” de un
nodo al siguiente.

50. El potencial de acción no se produce si el
estímulo tiene una magnitud inferior al umbral,
y se genera con una amplitud y forma
constantes sin importar la intensidad del
estimulo, si ésta se encuentra al nivel o por
arriba de la intensidad umbral.

51. Por tanto, el potencial de acción tiene un
carácter de “todo o nada” y se dice que
obedece a la ley del todo o nada.
Si el estímulo es pequeño, no pasa nada. Si es
muy grande, por muy grande que sea, será el
mismo potencial de acción.

52. La membrana al hacerse permeable para el Na+,
entra el Na+ y el estímulo la despolariza.
La despolarización consiste en la entrada rápida
de Na+.
La repolarización implica la salida de K+ que
compensa la entrada de cargas positivas de Na+.
La postdespolarización consiste en la salida de Na+.
La repolarización consiste en la entrada de K+.
La posthiperpolarización consiste en que sale
demasiado K+.

53. Cuando entra el Na+, se abren los canales de Na+ y se
produce un feed-back positivo. Se despolariza la
membrana y se detiene la entrada de Na+ porque el
interior ya es positivo. Los canales se cierran y la
permeabilidad de la membrana baja.
En la posthiperpolarización, se produce otro feed-
back positivo para el K+ y se mantienen abiertos los
canales para que salga más de la cuenta.

54. Un estímulo intensidad y
se compone de tiempo de aplicación.

55. Los parámetros que se tienen que definir
para explicar la excitabilidad son:
·· Reobase: Intensidad mínima que, aplicada durante un
tiempo indefinido, da lugar a una respuesta.
·· Cronaxia: tiempo durante el cual se tiene que aplicar un
estímulo de intensidad doble a la reobase para que se
produzca respuesta.
NOTA: Como más pequeña sea la reobase y cronaxia de una fibra (axón),
más excitable será.

56. Forma de propagación del
impulso nervioso
La excitabilidad irá hasta llegar al nivel de
descarga.
Cuando se llega al nivel de descarga:
se abren los canales de Na+
y, por muy intenso que sea el estímulo, la
excitabilidad será (-) porque la fibra se encuentra en
un periodo refractario absoluto.

57. Durante el potencial de acción cambia la
excitabilidad de la neurona
con periodos refractarios (nunca habrá respuesta
por intenso que sea y dura la punta de la espiga)
y periodo de adición latente (en el que la
excitabilidad es menor).

58. PERIODOS REFRACTARIOS
Periodo refractario absoluto:
Corresponde al período desde el momento en
el cual se llega al nivel de disparo hasta que se
completa un tercio de la repolarización.
* Ningún estímulo excitará al nervio, sin
importar su intensidad.

59. Periodo refractario relativo:
Que dura desde este punto hasta el inicio de la
posdespolarización.
* Los estímulos más fuertes de lo normal pueden
producir excitación.

60. Si sobre un axón de una fibra nerviosa polarizada se
aplica un estímulo suficiente, la fibra se
despolarizará. El flujo de corriente (con cargas
positivas y negativas juntas) provocará una
despolarización de la zona adyacente.
La repolarización consistirá en que en la zona
central, se hace salir K+, restituyendo la polaridad del
principio. Se empieza donde se ha empezado la
despolarización.

61. Justo por detrás del impulso nervioso que va
avanzando..... hay una neurona en periodo
refractario con excitabilidad nula y no permite
que se cambie la dirección del impulso
nervioso.
Esta forma de despolarización le ocurre a las fibras
amielínicas

62. En una célula mielinizada, se aísla el axón de
la neurona y el único punto que se puede
despolarizar son los nodos de Ranvier, que
provoca que la despolarización vaya saltando
de un nódulo a otro.
Se llama conducción saltatoria (Es mucho más
rápida ).