La comunicación intercelular en animales se produce a través de señales químicas o eléctricas. Las señales químicas incluyen neurotransmisores y hormonas que se unen a receptores específicos. Las señales eléctricas incluyen el potencial de acción, el cual es generado por cambios bruscos en la permeabilidad de canales iónicos de sodio y potasio en la membrana en respuesta a estímulos. El potencial de acción nervioso se produce por la apertura rápida de canales

1. Comunicación intercelular en animales Potencial de acción nervioso Función marcapaso

2. Comunicación intercelular en animales Esencial en sistemas reguladores (Nervioso y Endócrino) Señal intercelular: - química (NT, hormonas) ó - eléctrica (uniones en hendidura en tej.nervioso y muscular)

3. A) Señalización química La señal es un NT o una hormona (caso particular: neurosecreción) Difieren en la distancia entre las células que comunican (hormonas: autócrina, parácrina o endócrina) Ejercen su función por la unión a un receptor (como ligandos)

4. Propiedades generales de la interacción ligando-receptor - El receptor es una proteína (o glicoproteína). Especificidad del receptor por el ligando (el receptor presenta al menos un sitio de unión específico al ligando) . Ligando y receptor se unen en forma reversible formando un complejo L-R.

5. Receptores hormonales Acciones genómicas y no-genómicas: no exclusivas de lipo e hidrosolubles respectivamente Membrana plasmática Proteica ( hidrosolubles) Ambas posibilidades Derivadas de la tirosina (hormonas tiroideas y catecolaminas) (ambas) Membrana nuclear o en citoplasma (libre o unido a organelos) Esteroideas ( liposolubles ) Localización del receptor en célula diana Naturaleza bioquímica

6. B) Señalización eléctrica Dos grandes elementos que hay que tener en cuenta: Electrodifusión libre Propiedades de canales iónicos Potencial de acción: Es un cambio brusco en el potencial de membrana que se produce por corrientes iónicas pasivas a través de sus canales Dos tipos: electrotono y potencial de acción

7. B1) Potencial de acción nervioso “clásico” Participan canales de sodio y potasio

8. P Sensor de voltaje I II III IV COOOH NH 2 citoplasma Lazo de “inactivación” Canal de Na + Subunidad 

9. Canal de Na +  t, V Modelo de la “bola con cadena” de Armstrong y Bezanilla repolarización

10. Hodgking y Huxley propusieron un modelo para el canal de Na+ con tres compuertas de activación (m) y una de inactivación (h) que funcionan independientemente I Na + = m 3 .h. g Na + . (Vm – E Na + )

12. Canal de K NH 2 COOH Sensor de voltaje

13. Canal de K + Hodgking y Huxley propusieron un modelo para el canal de K+ con cuatro compuertas de activación (n) independientes repolarización I K + = n 4 . g K + . (Vm – E K + )

15. Concepto de umbral La bomba de Na+ y K+ NO participa en la generación del PA (Ver simulaciones)

16. Selectividad de canales Tamaño K+ > Tamaño Na+ (dificulta pasaje de K+ a través de canal de Na+)

17. El canal de Na+ permite pasaje de iones hidratados cuyo diámetro de hidratación no superen los 5 A ° La baja permisividad del canal de K+ para el Na+, se explica (a pesar del tamaño) por presentar un filtro de 3 A, que no puede pasar un ion hidratado (el costo para la deshidratación del Na+ es >> que para el K+). °

19. Técnica de fijación de voltaje (voltage-clamp) (introducida por Hodgkin y Huxley por los 50’)

21. En base a los modelos de canales propuestos, Hodgking y Huxley (P. Nobel) calcularon la corriente total a través de la membrana para distintos Vm y calcularon cómo cambiaría el Vm ante un estímulo umbral Potenciales de acción calculados por HyH Potenciales de acción registrados por HyH I Na + = m 3 .h. g Na + . (Vm – E Na + ) I K + = n 4 . g K + . (Vm – E K + )

22. Técnica “del parche” (patch clamp) Introducida en década de los 70 por Neher y Sakmann (P. Nobel)

25. Corrientes totales en presencia de TEA (se elimina la corriente de K+)

26. Corrientes totales en presencia de TTX (se elimina la corriente de Na+)

27. B2) Potencial de acción marcapaso Función marcapaso : Requiere de una depolarización espontánea que permita alcanzar el umbral Nodo sinusal humano: Presenta canales de Na+ (I f ) que se activan con la repolarización. Son canales de apertura lenta, no se bloquean por TTX y generan la “depolarización espontánea”. (Podría contribuir una corriente de Ca ++ tipo T) (Potenciales “lentos”) Actividad marcapaso: forma parte de procesos biológicos cíclicos (ultradianos)