Fundamentos esenciales de la excitabilidad celular. Se enfatiza en los potenciales que se generan en respuesta a los estímulos adecuados. Se enuncian los diferentes tipos de potenciales o biopotenciales, con sus componentes esenciales.
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GLORIA E. M. DE TRUJILLO MSC.
UNIVERSIDAD DE PANAMÁ
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y
TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA Y
COMPORTAMIENTO ANIMAL
3. Page 3
PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA
• Mantiene el
equilibrio osmótico.
• Regula el equilibrio
hidroelectrolítico.
• Existen dos tipos de
movimiento de
sustancias:
– Iones y moléculas
pequeñas
– Macromoléculas
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PRINCIPIOS DE TRANSPORTE
• Las concentraciones de iones en el
interior de la célula son diferente a las
[ ] exterior.
• Las proteínas de membrana son
transportadores y también forman
canales.
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6. Page 6
NEURONAS
• CÉLULA
NERVIOSA:
capacidad de
recibir, transducir y
transmitir señales.
• Elementos:
– Dendritas
– Soma o cuerpo
celular
– Axón
– Terminaciones
sinápticas
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PROTEÍNAS DE TRANSPORTE
• Proteínas como canales:
– Discrimina los solutos por su tamaño y
cargas.
– Son regulados por:
• Voltaje
• Ligandos
• Estimulación mecánica
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10. Page 10
POTENCIAL DE MEMBRANA
• Permeabilidad de la
membrana a los iones
es específica.
• El desplazamiento de
iones varía de un
estado en reposo a uno
estimulado.
• Los procesos de
señalización eléctrica e
interacción con los
canales iónicos es
determinante en el Vm.
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ECUACIÓN DE NERNST
• La ecuación de Nernst nos permite
calcular el potencial de membrana en
equilibrio para un determinado ión.
Ek = 2.303 RT . Log 10 [Ko⁺]
zF [Ki⁺]
Ek= - 91 mV
2.303 RT/Zf = 59
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POTENCIAL DE MEMBRANA EN
REPOSO
• La capacidad de responder ante estímulos es
lo que se denomina: Excitabilidad.
• La diferencia de voltaje o de potencial
eléctrico entre dos puntos , como ocurre en
la membrana plasmática , es el potencial de
membrana. Varía de – 15 mV a – 100 mV.
• Potencial de membrana en reposo, ocurre en
las células nerviosas y musculares porque
está sujeto a cambios.
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POTENCIAL DE MEMBRANA EN
REPOSO
• La magnitud y dirección
del voltaje está en función
de:
• Los iones de K⁺ poseen
una ↑ permeabilidad.
• El gradiente eléctrico
favorece la retención de los
iones de K⁺.
• Dos fuerzas determinan el
movimiento de iones la
concentración y las cargas
eléctricas.
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POTENCIAL DE MEMBRANA EN
REPOSO
• Vm o Es= - 70 mV en
la neurona.
• LEC: ↑ [ Na⁺ ]
• LIC: ↑ [ K⁺ ]
• La cara citosólica está
cargada negativamente y
la externa,
positivamente.
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POTENCIAL LOCAL O POTENCIAL GENERADOR O DE
RECEPTOR
• Se genera en
receptores
sensoriales.
• Dependiente de la
magnitud del
estímulo.
• Puede ser
hipopolarizante o
hiperpolarizante.
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POTENCIAL UMBRAL
• Específico de
cada célula , una
vez que se
alcanza, puede
generarse un
potencial de
acción.
17. Page 17
POTENCIAL DE ACCIÓN
• Cambios en el
potencial de
membrana se
denomina Potencial
de Acción.
• Cambios iónicos
• Vm= -70 mV
• Umbral= -55 mV
• Fases:
– depolarización
– Repolarización
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POTENCIAL DE ACCIÓN
• Ante un estímulo
adecuado, los iones
sodio entran a la
membrana modificando
la polaridad.
• Despolarización: entra
sodio, polaridad interna
positiva.
• Repolarización:
condición inicial de
reposo.
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CONDUCCIÓN SALTATORIA
• La morfología de las
neuronas presentan
en el axón, los Nodos
de Ranvier, que son
segmentos
amielínicos.
• A > diámetro
>velocidad de
conducción
<resistencia al flujo
local de corriente.
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CONDUCCIÓN SALTATORIA
• Los nodos de Ranvier
permiten > velocidad
en la conducción del
impulso nervioso.
• La vaina de mielina
permite > velocidad
de conducción.
• DM disminución en la
mielinización.
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Debido a las características de las membranas, como la capacitancia, y a la presencia de canales iónicos, los iones se distribuyen en forma desigual; la sumatoria es equivalente en ambos lados.
La permeabilidad de la membrana contribuye con el mantenimiento del equilibrio osmótico.
La desigual distribución de los iones produce el potencial electroquímico.
En una célula de mamíferos, la concentración de los iones y otras sustancias es diferente, y es lo que permite se genere un potencial eléctrico.
La diferencia fundamental entre las proteínas transportadoras y las proteínas de canales es la forma de discriminar los solutos. Las proteínas de canal discriminan por las cargas y tamaño de la molécula. Las proteínas transportadoras permiten el encaje dado que desarrollana cambios conformacionales lo que denota una alta especificidad.
La medición con la ecuación de Nernst permite obtener la contribución de cada ión al potencial de membrana. Relaciona las variables eléctricas, de T, carga y la constante de los gases. Ea-Eb dif. Del potencial electrico a través de la membrana.
La diferencia de potencial es la energía potencial capaz de realizar trabajo.
Es un potencial que se suma, se conduce con decremento, depende de la intensidad del estímulo;puede ser hipopolarizante si aumenta la conductancia la sodio o al calcio, o hiperpolarizante si entra cloro y sale potasio.