FISIOLOGÍA ANIMAL COMPARADA

SEMINARIO 2

ACTIVIDAD BIOELÉCTRICA 2 Propiedades pasivas y activas

• Permeabilidad: capacidad de un ion para

atravesar la membrana (por ejemplo, si existen

canales que lo permitan). Se define como

numero de particulas por unidad de tiempo

• Conductancia: capacidad de paso de corriente

ionica. Se define para iones. Si no hay iones no

hay conductancia. Ej. Si hay canales abiertos

pero no iones la conductancia es cero, pero la

permeabilidad no.

Ix = gx (Vm – Ex)

R = 1/g

Driving force (fuerza electromotriz)

I= V/R Ley Ohm

Permeabilidad selectiva de iones.

Pasan la membrana a través de canales

iónicos.

Canales iónicos.

Dependientes de voltaje.

Transmisión de señales

Pasiva Activa

Señales pasivas

La respuesta es proporcional al estímulo recibido. Se propaga pasivamente a las zonas adyacentes de la membrana (bidireccional)

El tamaño de la señal decae en el tiempo y con el espacio (τ, λ)

La propagación pasiva en una neurona asemeja la propagación de una señal en un cable Rm

Rl

Re ~ 0

= Rm x Cm

Constante de tiempo:

Es el tiempo en el cual la señal decae un 37%

Constante de espacio: λ

Es el espacio en que la señal decae un 37%

To improve the passive flow of current

Along an axon, rm should be as high as

possible

rm= resistance of the plasma

Membrane

ri=intracellular resistance

Este tipo de propagación solo es efectiva en distancias cortas. Tiene la ventaja sin embargo, de permitir la integración de señales: sumación temporal y espacial.

Sumación temporal

Sumación espacial

http://virtual.yosemite.cc.ca.us/rdroual/Course%20Materials/Physiology%2010

1/Chapter%20Notes/Fall%202011/chapter_8%20Fall%202011.htm

Propiedades activas: determinadas por cambios de la conductancia dependientes de voltaje

Estímulo

Respuesta registrada en la neurona

La respuesta no es proporcional al estímulo. Se dispara (todo o nada) cuando el estímulo supera el valor umbral. Luego se regenera punto a punto, siempre alcanzando igual intensidad de señal.

Mediante el uso de voltage clamp y farmacología lograron identificar las corrientes involucradas en el potencial de acción

-corriente negativa:

entran cationes o salen aniones

-corriente positiva:

entran aniones o salen cationes

Un pulso de depolarización + el agregado de TTX

Un pulso de depolarización + el agregado de TEA

Los canales de sodio comienzan a abrirse al depolarizarse la membrana. Luego del

estado abierto pasa directamente al estado inactivado. La inactivación se remueve

por tiempo pero sólo luego de una hiperpolarización.

Los canales de potasio se activan también por voltaje pero tardan más en abrirse

(delayed rectifier). Se cierran luego de un dado tiempo pero no se inactivan.

Hodgkin & Huxley

Apertura de canales de

Na+, retroalimentación

positiva.

Apertura de canales de

K+, retroalimentación

negativa.

Action potential conduction requires both passive and active current flow

https://wikispaces.psu.edu/download/attachments/48201952/image-3.jpg

Periodo refractario Absoluto: Esta relacionado con la inactivación de los canales de sodio. Durante este periodo no es posible que se dispare otro potencial de acción, sin importar que tan fuerte sea el estímulo. Este fenómeno trae aparejado el hecho de que los potenciales de acción son direccionales (no pueden volver para atrás) y también el fenómeno de colisión de potenciales de acción (collision block) Relativo: Existe una población de canales de sodio todavía inactivados y también persiste aún una corriente saliente de potasio. Durante este periodo puede dispararse un segundo potencial de acción pero sólo si se utiliza un estímulo de mayor intensidad.

¿Cómo se transmite el potencial de acción a lo largo del axón?

En ambos tipos de axón (mielinizado o no) se dan procesos de trasmisión pasiva y activa (regenerativa)

¿Qué consecuencias tiene la vaina de mielina sobre la transmisión? ¿Y si aumentáramos el radio del axón?

En ambas situaciones se aumenta la velocidad de conducción por un aumento en la constante de espacio

Transmisión electrotónica:

- Depende de las propiedades de la

membrana. No depende de

conductancias activadas por voltaje

- Es “instantánea”

- Con decremento

- Bidireccional

Transmisión activa:

- Depende de conductancias

activadas por voltaje

- Mas lenta

- Sin decremento

- Unidireccional

En resumen…

Fig 1A

Fig 1B

Fig 2

Fig 3

Fig 4

Fig 5

Fig 6

Fig 7ABC

Fig 7DE

Fig 8

Fig 9

Fig 9C

Fig 10