Potenciales de membrana y potenciales de acción

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Potenciales de membrana y potenciales de acción

PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN

Las cargas electricas positivas se desplazan hacia los iones de sodio a través de la membrana despolarizada y luego a lo largo del núcleo del axón. Los canales de sodio se abren y producen una propagación del potencial de acción.

Esta zonas despolarizadas producen más circuitos de corriente en zonas alejadas de la membrana generando una despolarización progresiva.

El potencial de acción viaja en distitas direcciones desde cualquier punto de la membrana de una fibra normal, sin embargo, por el pricipio de "todo o nada" si las condiciones en la membrana son adecuadas se logra el proceso de despolarización, pero si no lo son no se logra en absoluto.

Para que se produzca una propagación contiuada de un impulso el cociente del potencial de acción respecto al umbral de excitación debe ser mayor a 1 siempre.

POTENCIAL DE ACCIÓN DE LAS NEURONAS

Las señales nerviosas se transmiten mediate potenciales de acción (cambios rápidos del potencial de membrana a lo largo de la membrana de la fibra nerviosa. Tiene 3 fases

Fase de reposo: La membrana está "polarizada". El potencial de membrana es -90mV.

Fase de despolarización: La membrana se vuelve muy permeable a los ioes sodio, aumentando la carga positiva en el interior del axón. El estado -90mV se neutraliza y aumenta en dirección positiva.

Fase de repolarización: en un plazo de milesimas de segudo cuando la membrana está positiva, los canales de sodio se cierra y los de potasio se abren, volviendo a negativo normal. Ambos canales se activan por el voltaje.

POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO DE LAS NEURONAS

La membrana de las células nerviosas no está alterada por potenciales de acción ,no transmiten señales nerviosas es de aproximadamente –90 mV.

Propiedades de la membrana en reposo: bomba Na+-K+

Bomba Na+-K+ :se trata de una bomba electrógena porque se bombean más cargas positivas hacia el exterior que hacia el interior (tres iones Na+ hacia el exterior por cada dos iones K+ hacia el interior), dejando un déficit neto de iones positivos en el interior; esto genera un potencial negativo en el interior de la membrana celular

MEDICIÓN DE POTENCIAL DE MEMBRANA

Objetivo :verificar la permeabilidad de las membranas

Para registrar los cambios rápidos del potencial de membrana durante la transmisión de los impulsos nerviosos el microelectrodo se conecta a un osciloscopio

Después, a medida que el electrodo de registro atraviesa la zona de cambio de voltaje en la membrana celular (denominada capa de dipolo eléctrico) el potencial disminuye bruscamente hasta –90 mV.

Un número igual de pequeño de iones positivos que se mueven desde el exterior hacia el interior de la fibra puede invertir el potencial desde –90 mV hasta tanto como +35 mV en tan solo 1/10.000 de segundo

FISICA DE LOS POTENCIALES DE MEMBRANA

Ecuación de Nernst: se utiliza para calcular el potencial de difusión de iones a través de la membrana FEM(mv) = -+61 log C1/C2 DIFERENCIA DE PRESION

Ecuación de Goldman: se utiliza para calcular la potencia de difusión de iones diferentes a través de la mambrana FEM=-61xlog CNaiPNa+CKiPK+CCl0PCl/ CNa0PNa+CK0PK+CCliPCl

CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE LA TRANSMISIÓN DE SEÑALES EN LOS TRONCOS NERVIOSOS

Mielinizada y no mielinizada: El potencial de acción va saltando de un nódulo a otro a lo largo del axón, de manera que la transmisión de los impulsos nerviosos resulta más rápida

Excitación de una fibra nerviosa cargada negativamente:Este efecto reduce el voltaje eléctrico a través de la membrana y permite que se abran los canales de sodio, lo que da lugar a un potencial de acción.

Período refractario: Periodo durante el cual no se puede generar un segundo potencial de acción

RITMICIDAD DE ALGUNOS TEJIDOS EXCITABLES

Las descargas repetitivas autoinducidas se encargan de el latido rítmico del corazón, peristaltismo de los intestinos y fenómenos neuronales como el control de la respiración.

Para que ocurra la ritmicidad espontánea de la membrana, debe ser permeable a los iones sodio o iones calcio y sodio, permitiendo la despolarización automática de la membrana.

El potencial de membrana en reposo del corazón es de -60 a 70mV, insuficiente para cerrar los canales de sodio y calcio por completo, generando una secuencia.

1. iones sodio y calcio van a linterior. 2. aumento del voltaje en dirección positiva y aumenta más la permeabilidad. 3. entran más iones. 4. aumenta más la permeabilidad de manera progresiva y genera un potencial de acción. 5. Tras milisegundos o segundos la excitabilidad produce una despolarización y el ciclo continúa indefinidamente.

MESETA EN ALGUNOS POTENCIALES DE ACCIÓN

Cuando la membrana excitada no se repolariza inmediatamente de la despolarización, sino que permanece en una meseta cerca del máximo potecial durante varios milisegudos, se genera una prolongación del periodo de despolarización también.

Este tipo de potencial de acción se da en fibras musculares cardíacas, con una duración de la meseta de 0,2 a 0,3 s y la contracción del músculo dura este mismo tiempo.

El músculo cardíaco hay dos tipos de canales: de sodio, que son los canales rápidos y los de calcio-sodio que son los canales lentos. Los rápidos se encargan de que aumenten los milivoltios y los lentos de que se produzca la meseta.

Un factor menos común también puede ser que los canales de potasio tengan una apertura más lenta de lo normal. Retrasando la normalización del potencial de membrana en un valor negativo -80 a -90 mV.

RESTABLECIMIENTO DE LOS GRADIENTES IÓNICOS DE SODIO Y POTASIO

La propagación de cada potencial de acción por una fibra nerviosa reduce ligeramente las diferencias de concentración de sodio y patasio en la membrana.

Los iones de sodio que van hacia el interior durante los potenciales de acción y los iones de potasio que van al exterior debe regresar a su estado original mediante la bomba Na+-K+.

La bomba necesita energía, esta "recarga" es u proceso metabólico activo que viene del sistema eergético del trifosfato de adenosina de la célula.

La bomba Na+-K+ adeosina trifosfatasa se estimula cuando hay un exceso de iones de sodio en el interior de la membrana celular. Cuando la concentración interna de sodio aumenta desde 10 a 20 mEq/l la bomba aumenta su actividad 8 veces aprox.