fisiología

1. FISIOLOGÍA
DE LOS TEJIDOS
EXCITABLES
(1ra Parte)
Lic. Sofía Mucci y Lic. Ailen Cervino
Fisiología Cátedra Cervino – 2018
Carrera Nutrición - Fac. de Cs. de la Salud - UM

2. • Definición de Tejido
Excitable
Tejido Nervioso
Tejido Muscular

3. Tejido Nervioso
• Neuronas
• Cél. de la Glía

4. Membrana plasmática
composición
funciones
Permeabilidad selectiva
Transporte a través de membrana
Distribución desigual de iones

5. Tipo de
transporte
Activo o
pasivo?
carrier?
Con gasto
de energía?
Depende del
gradiente de
Na+?
Difusión simple/
ósmosis
Pasivo No No No
Difusión
facilitada
Pasivo si No No
Transporte
activo
activo si si No
Co-transporte activo si si
si (los solutos se mueven
en el mismo sentido que
el Na+)
Cotra-transporte activo si si
si (los solutos se mueven
en el sentido opuesto que
el Na+)
Transporte a través de la Membrana Celular

6. 6
• sin gasto de energía
• a favor de gradiente
• no saturable
• no presenta veloc.
máxima
• movimiento a través de
poros y canales
• factores que influyen:
tamaño, liposolubilidad,
gradiente electroquímico
y carga
• veloc. del flujo definida
por la Ley de Fick
• Ej.: urea, gases (CO2 y O2),
agua (ósmosis), etc.
Difusión Simple Difusión Facilitada
• en presencia de una
molécula transportadora:
canal iónico o de un
transportador (carrier)
• sin gasto de energía
• a favor de gradiente
• es saturable
• presenta veloc. máxima
• movimiento a través de
poros y canales
• son específicos
• pueden sufrir competencia
• Ej.: iones (Na+, K+, Ca++,
etc.), glucosa, aminoácidos, etc.

7. Distribución iónica
Principio de Electroneutralidad
7
en mmol/L

8. Canales iónicos
• Definición
• Selectividad iónica
• Estados
(modelos físicos):
1= abierto (de fuga)
2= abierto - cerrado
4= abierto - cerrado
desinactivado - inactivado

9. Canales iónicos
• Tipos: según el
estímulo que controla la
apertura o cierre de una
canal iónico.
A. Ligando dependiente
B. Fosforilación dependiente
C. Voltaje dependiente
D. Mecano dependientes
Canal de Fuga (leak)
Cerrados Abiertos

10. Canales de Na+
y de K+
voltaje
dependientes
en membrana
del axón
neuronal
y de la fibra
muscular
Cono axónico
Segmento
inicial
alta densidad
de canales de
Na+
V

11. El Potencial
de
Membrana
(Vm o Em)

12. Conceptos de
Electricidad
Ley de Ohm R
I
V
R
V
I .





12

13. Electroquímica
Iones
Na+
K+
Cl-
Ca++

14. Voltage Clamp
Sistema de Registro del Vm
microelectrodo - ORC

15. Potencial de Referencia y Vm
neuronas: -65 a -70 mV
f. musc.: -90 mV
PR

17. El Potencial
de Reposo

18. Equilibrio de Donnan

19. Potencial de Equilibrio de un ión = Eión
y Ecuación de Nerst
II
I
X
X
X
Fz
RT
E
]
[
]
[
ln

mV
V
K
K
E
i
e
K
58
058
,
0
)
1
(
058
,
0
1
,
0
01
,
0
log
058
,
0
]
[
]
[
log
058
,
0









en el equilibrio

20. Potencial
de Reposo
1. Distribución
desigual de
iones
2. Permeabilidad
diferencial
PK+:PNa+:PCl-=
100 : 1 : 45
3. Bombas Na/K
ATPasa
canales de
fuga

21. Agua de mar: [Na+] = 478 mM; [K+] = 478 mM; [Cl-] = 478 mM.
AGC: axón gigante de calamar
AC: axón de cangrejo
AR: axón de rana
FMER: fibra muscular esquelética de rana
AM: axón de mamífero
FMEM: fibra muscular esquelética de mamífero
Concentraciones iónicas, Eión y PR
en diversas células excitables
[ ] interna (mM) [ ] externa (mM) Eequil (mV) PR
K+ Na+ Cl- K+ Na+ Cl- K+ Na+ Cl- mV
AGC 400 50 40 10 460 540 -96 +58 -68 -70
AC 230 45 ~30 10 460 540 -89 +58 -76 -82
AR 110 37 ~7 2,5 120 120 -95 +30 -80 -71
FMER 140 9,2 3 2,5 120 120 -102 +67 -93 -90
AM 150 ~15 9 5,5 150 125 -94 +63 -80 -70
FMEM 140 15 5 4,4 140 105 -92 +59 -80 -85

22. Con qué “fuerza” los iones pasan
de un compartimento a otro?
• Hay una Fuerza Electromotriz que
hace que los iones pasen de un
compartimento a otro.
• Es la Fuerza Impulsora o
Driving Force.
f.e.m. = Vm - Eión = driving force

23. La Bomba Na/K ATPasa
es electrogénica
Con gasto de
energía (ATP),
las bombas
transportan
iones en contra
de sus
gradientes,
evitando que
los mismos
lleguen al
equilibrio (flujo
neto = 0)

24. Ecuación de
Goldman-Hodgkin-Katz
e
Cl
i
Na
i
K
i
Cl
e
Na
e
K
reposo
Cl
P
Na
P
K
P
Cl
P
Na
P
K
P
F
RT
V
]
[
]
[
]
[
]
[
]
[
]
[
ln 










Modelo Matemático que explica el
establecimiento del Potencial de Reposo

26. El Potencial
de Acción
(PA, espiga, impulso nervioso)

27. Respuestas
Pasivas y
Activas
3. Respuesta activa =
potencial de acción (PA)
1. Respuesta pasiva =
potencial pasivo
despolarizante
estímulo registro
1
2
3
4
2. Respuesta pasiva =
potencial pasivo
hiperpolarizante
4. Hiperpolarización
del PA
PR PR
estímulos
despolarizante
estímulos
hiperpolarizante
tiempo (ms)

28. Respuesta pasiva local Respuesta activa propagada
Amplitud pequeña (0,1 a 10 mV) mayor (entre 70 y 110 mV)
Tipo de respuesta
graduada (varía su amplitud según
la intensidad del estímulo que la
produce)
“todo o nada” (posee un umbral de
disparo, si no es superado, no se
produce, si es superado el umbral,
siempre responde de igual forma y
tamaño)
Efectos sobre la
membrana plasmática
hiperpolarizante o despolarizante despolarizantes
Duración
variable (entre ms y min), según la
amplitud y duración del estímulo.
breve, de 1 a 10 ms en las neuronas.
Propagación
cortas distancias (sólo unos pocos
mm).
activa (se autopropaga) por largas
distancias (varios cm o m).
Ejemplos
potencial receptor
potenciales postsinápticos
impulso nervioso o potencial de acción
(PA)
Comparación entre los potenciales respuesta
en las células excitables

29. Potencial de Acción
Cono Axónico
Segmento Inicial
potencial reposo
estímulo
escalón
• neuronas (axón y algunos tipos de dendritas)
• fibras musculares
• células receptoras
• ciertas células secretorias
• algunos protozoos

30. PA: importancia y funciones
• Transmisión rápida y segura de la
información a lo largo de grandes
distancias en el SN y fibras
musculares.
• Control de respuestas efectoras,
incluyendo la activación de canales
iónicos de compuerta, contracción
muscular y exocitosis.

31. 1. Respuesta
local pasiva
2. Fase de
despolari-
zación
(regenerativa por
retroalimenta-
ción positiva)
3. Espiga
4. Fase de
repolari-
zación
5. Hiperpola-
rización
positivo

32. “Ley del todo o nada”

33. PA: forma y duración
axón = 2 ms
fibra muscular esquelética = 4 a 10 ms
fibra muscular cardíaca = 200 a 500 ms
PA nervioso PA cardíaco

34. Período Refractario
estímulos
Acomodación
PR absoluto
PR relativo
• > intensidad estímulo
• < amplitud PA
despolarización
gradual en el t
IMPORTANCIA

35. Hipótesis del Na:
subida y sobredescarga del PA
son consecuencia de un flujo de
entrada de Na+ a través de un
aumento transitorio en la
permeabilidad de la membrana
para el sodio.

36. Fase de despolarización

37. Cómo se explica el curso temporal de la INa+?
)
.( Na
m
Na
Na E
V
g
I 

driving force
Por qué el PA no llega a los valores del ENa+?
1. Hay una caída de la driving force.
2. Hay primero una activación del canal de NaV (gNa
provocado por una despolarización de la
membrana), y luego una subsiguiente vuelta al nivel
de base, dependiente del tiempo, la cual se
denomina inactivación del canal de NaV.
3. Activación de canales de KV.

43. El Canal de Na+ voltaje dependiente
en el potencial
de reposo
a partir del
potencial
umbral
dependiente
del tiempo
• compuertas m3
• compuerta h

44. El Ciclo de Hodgkin o Ciclo del Na+
gNa
ingresan más
cargas (+)
retroalimentación
positiva, explosiva,
que genera la abrupta
subida de la fase de
despolarización del PA
La retroalim. (+) se
corta debido a los 3
factores mencionados
anteriormente

45. El Canal de K+
V y la IK+
• Corriente tardía debida al eflujo de K+ que
saca cargas (+).
• Se activan canales de KV  cerrado a abierto
por apertura de compuertas n4. Estas se abren a
Vm positivos y así se incrementa la gK+.
• Driving force para el K+ muy alta: por qué?.
• El cierre es tiempo dependiente, explicando la
pendiente de la fase de repolarización, la
llegada al PR y la posterior hiperpolarización.
• Canales de KV se bloquean con TEA.

46. Representación
temporal del
curso de las gNa
y gK durante el
PA.
Representación temporal del curso del Vm durante el PA.

47.  Bibliografia
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¨ Somjen, G.. 1986. Neurofisiología. Ed. Med. Panamericana. 476 pág..

48. FIN
Esta presentación Power Point fue realizada para su uso exclusivo en el
Curso de Fisiología – Facultad de Cs. de la Salud 2004-2018 – UM.