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CAPITULO 5
POTENCIALES DE MEMBRANA T POTENCIALES DE ACCION
Algunas células como las nerviosas y musculares generan impulsos electroquímicos a sus membranas para transmitir señales
█ POTENCIAL DE MEMBRANA: Potencial en reposo. Es un estado eléctrico de la membrana en reposo. Es un proceso dinámico rápido en células excitables, sobretodo no es estático pero muy lento en células no excitables; es básico, pero como tal no es potencial de acción (sin potencial de membrana no hay potencial de acción)
El potencial de membrana se mide por un microelectrodo de cloruro de plata
Potencial de membrana en reposo de diferentes tipos de célula:
Neuronas centrales -60 a -70 mv Neuronas periféricas -90 mv Musculo esquelético -85 a -95 mv Musculo liso -50 a -60 mv Musculo cardiaco -80 a -90 mv Célula ciliada (cóclea) -15 a -40 mv Astrocito -80 a -90 mv Eritrocito -8 a -12 mv Fotorreceptor -40 en oscuridad a -70 en luz Mamiferos -
Periodo quiescente: Donde no se mueve nada (quietud) y acá se puede medir el potencial en reposo en membrana La diferencia de cada uno de los tipos de células en reposo se debe a la diferencia de concentraciones de iones la cual marca una permeabilidad en la membrana (no es igual la permeabilidad en cada tipo de célula) La permeabilidad de la membrana en reposo depende de la concentración que haya de los iones en el interior y exterior LOS IONES QUE INTERVIENEN EN FORMA MAS DIRECTA EN EL CAMBIO DE POTENCIAL DE MEMBRANA: Sodio Potasio Cloruro
En la fase de reposo de la membrana es cuando esta ¨polarizada¨ con un potencial negativo de -70mv El potencial de membrana neto es de -90mv (polarizada) Acá en este -90 se abren los canales sodio, por retroalimentación positiva Cuando la célula está en reposo esta electronegativa. (polarizada) Cuando un potencial de acción esta en reposo la compuerta de activación de sodio está cerrada (Exterior de la membrana) Y la de inactivación está abierta (interior de la membrana) COMPUERTA: prolongación de la misma proteína que hace una flexión y cierra con una compuerta, La compuerta se abre y cierra súbitamente por la que viejan los iones, o viajan o no viajan, o salen todos o no sale ninguno (principio de todo o nada) por voltaje de -70 a + █ 1. PORENCIAL DE ACCION: Se debe a un impulso, pero primero debe haber un potencial de membrana en reposo para que pueda ocurrir un potencial de acción
OCURRE CUANDO UN POTENCIAL DE MEMBRANA CAMBIA SU POTENCIAL POR UN ESTIMULO SE LLAMA POTENCIAL DE ACCION
Cada potencial cambia súbitamente de potencial membrana negativo en reposo hasta un potencial positivo.
El potencial de acción de desplaza a lo largo de una fibra nerviosa
El potencial de acción se propaga de manera multidireccional, alejándose del estímulo. Inicia de donde se produce el estímulo y se propaga a todas las partes de la célula hasta despolarizarla
El voltaje que activa un potencial de acción es de -70(potencial de membrana en reposo)
La célula tiene que estar re polarizada para formar un nuevo potencial de acción
El potencial de acción puede estar iniciado por una sustancia unida a un punto de acción
El inicio de potencial de acción tiene lugar solo después de alcanzar el potencial umbral
El valor de -55mv es el umbral necesario para la estimulación de impulso para generar el potencial de acción
Los iones que más participan en un potencial de acción son:
SODIO
Despolarización: apertura de canal de sodio (los canales de sodio inician la despolarización de la membrana) aumenta la positividad de iones sodio al interior
Los canales de sodio son rápidos
Cuando se abren todos los canales de sodio por retroalimentación positiva se le llama también principio de todo o nada, se abren todos o nada
Los canales de sodio y potasio pueden ser activados por dos formas
Por ligando: (sustancia química) Por voltaje: (electroquímica) + o – por gradiente de bomba Na K
El sodio puede pasar a través de los canales de calcio (por canales de sodio-calcio) actúan juntos para formar potencial de acción, los canales de Na Ca son de tipos lentos
El sodio no puede pasar a través de la membrana porque no es molécula liposoluble, sino que tiene que pasar por canales
La apertura de canal de sodio inicia un potencial de acción
Se difunden 35 sodios más que el potasio
Un factor importante durante la despolarización y repolarización durante el potencial de acción en la membrana es el canal de sodio activado por voltaje, mientras este activado aumenta la permeabilidad de la membrana
Mecanismos de transporte del sodio a través de la membrana celular:
Transporte activo Trasporte activo primario y secundario (cotransporte y cotrasporte) Difusión facilitada Canales de fuga de k Difusión simple Bomba Na K atpasa Canales de calcio
No importa como pero ahuevo tiene que salir excepto por los intersticios de la membrana porque es molécula grande y no es liposoluble
Tiene 3 puntos de unión en el interior de la bomba
Compuerta en inactivación Reposo del Na:-
Activada:-70 a +
Inactivado retardado: +35 a -
Los iones sodio para ser sacados al exterior también se pueden unir a iones cloruro en la bomba
Retroalimentación positiva: abre los canales de sodio activados por voltaje lo cual hace que entren los iones sodio y haga una elevación adicional de estos iones abriendo aún más canales hacia el interior (es un circulo vicioso)
POTASIO
Repolarización: apertura de canal de potasio y los de sodio se cierran en cuestión de 10milesimas de segundo, mantienen el interior electronegativo (acá da un lugar de recuperación completa del potencial de membrana en reposo en cuestión de 10milesimas de segundo)
Los canales de potasio son rápidos
Los canales de sodio y potasio son los más rápidos en cuanto al transporte en la membrana celular, estos pueden ser activados por dos formas:
Por ligando: (sustancia química) Por voltaje: (electroquímica) + o – por gradiente de la bomba Na k
La permeabilidad de la membrana al potasio es 40 veces más permeable que el sodio.
Un canal de potasio activado por voltaje aumenta la repolarización de la membrana.
Existen canales de fuga del K o en poro o en tandem: escapan incluso en células en reposo, el potasio como no necesita de activación de un canal para salir lo hace por medio de este canal de fuga aunque no haya un potencial de acción que abra las compuertas. Son 100 veces mas permeables al potasio q al sodio (porque a veces por esos canales sale una pequeña porción de iones sodio)
Se genera un potencial de accion de +61 por la pequeña fuga de iones sodio a través del canal de fuga de k
Contiene dos puntos de unión en el exterior de la bomba
La meseta es cuando alguna membrada excitada no se repolariza inmediatamente después de la despolarización y el potencial permanece en una meseta cerca del potencial de espiga unos mlseg
Los canales de calcio son lentos
Hay 2 bombas de calcio en la célula se encuentran en la mitocondria, retículo endoplasma tico y membrana
Tetania: disminuyen los canales de calcio, lo que produce mayor apertura de canales de sodio, lo cual ocasiona descarga espontanea de nervios periféricos produciendo la tetania que es disminución de calcio en torrente sanguíneo lo que lleva a una contracción de musculo. E incluso ocasionar la muerte si llega afectar los músculos respiratorios.
Los propios canales de sodio se ven afectados en su voltaje por la unión de algunos iones calcio y estos cambios hacen que se abra la compuerta de sodio.
Factores que causan del potencial de acción en meseta en una combinación
Canal de sodio habituales activado por voltaje (canales rápidos) Canal Calcio sodio activado por voltaje de tipo lento Canales de potasio activados por voltaje
TRANSMISION DE SEÑALES EN EL TRONCO NERVIOSO
Fibras nerviosas mielinizadas y no mielinizadas
La mielina es aislante eléctrico
La mielina deriva de la esfingomielina (proteínas)
Las células de schwann: contienen la vaina de mielina y las depositan en las fibras nerviosas alrededor del axón, en forma de hélice van envolviendo y empaquetando las fibras nerviosas de mielina.
Los nódulos de ranvier no contienen mielina por ende dejan pasar cargas eléctricas y potenciales de acción
Los iones conducen la electricidad
█4. POTENCIAL SALTATORIO potencial de acción que va de un nódulo a otro, se produce en la parte de la fibra amielinizada. Porque donde hay mielina no puede iniciar su potencial de acción y transcribirlo
La corriente de flujo inico fluye en el líquido extracelular fuera de la vaina de mielina, así como por el axoplasma de la fibra nerviosa (núcleo)
Contiene 2 beneficios
Aumenta la velocidad de la transmisión de impulso nervioso o potencial de acción en las fibras mielinizadas 5 a 50 veces La conducción saltatoria conserva la energía en la fibra nerviosa porque solo utiliza energía en los nódulos de ranvier mas no la utiliza en el resto de la fibra
Las fibras grandes son mielinizadas
Las fibras pequeñas son amielinizadas (en estas se encuentran los canales de sodio en mayor cantidad a nivel de los nódulos de ranvier) el sodio es necesario para transmitir un potencial de acción. ya que los nódulos de ranvier dejan pasar energía eléctrica porque no es mielinizada.
En conclusión, los canales de sodio se encuentran en los nódulos de ranvier
Los canales de sodio de activan de manera automática 3 formas
Por factor mecánico Por efecto químico Paso de electricidad
Un estímulo eléctrico negativo débil no puede excitar una fibra.
Cuando aumenta el voltaje del estímulo produce excitación.
Potenciales locales agudos: no alcanzan el umbral
Potenciales subliminales agudos: cuando los estímulos están por debajo del valor del umbral -55mv no generan un potencial de membrana y estos no generan un verdadero potencial de acción
Neurona facilitada: puede generar un potencial de acción llega, pero no hay estimulo suficiente pero queda facilitada, ya cuando llega otro que también tenga un estímulo bajo su unión con el otro estimulo insuficiente crea en respuesta a un estimulo
Periodo refractario absoluto: es en donde tienen que terminarse si o si de despolarizar una membrana para generar otro potencial de acción.
Periodo refractario relativo: cuando está casi finalizando el potencial de acciónverdadero antes que se genere otro
