TEMA 5

POTENCIAL DE REPOSO Y POTENCIAL DE ACCIÓN

1-II Potencial de reposo

Todas las células tienen un potencial de reposo

Sólo las células excitables producen potenciales de acción

Potencial de reposo y de acciónMicroelectrodo para administrar corriente

Microelectrodo para medir el potencial de membrana

Microelectrodos de vidrio

Potencial de reposo y de acción

• Se genera porque:• 1) hay diferencias en la

concentraciones de iones a través de las membranas

• 2) Las membranas son selectivamente permeables a algunos de estos iones

• La membrana plasmática es mas permeable al K+ que al Na+.

– Gradientes de concentración para Na+ y K+.

• La bomba Na+/ K+ bombea 3 Na+

fuera y 2 K+ dentro. Mantiene los gradientes de Na+ y de K+.

• Todo esto contribuye a que el interior y el exterior celular tengan diferente carga.

Potencial de Membrana

• Diferencia de potencial – 90 mV, si K+ fuera el único ión difusible.

• El potencial eléctrico generado a través de la membrana en equilibrio electroquímico.

• Voltaje teórico producido a través de la membrana si sólo un tipo de ión difundiera a su través .

• Diferencia de potencial:Magnitud de la diferencia de carga entre las dos partes

de la membrana. Em=Vi-Vo. Em es el potencial de membrana en

reposoVi potencial en el interior de la membranaVo potencial en el exterior. Vo=0, por convenio

Potenciales de equilibrio

Potenciales de equilibrio Ecuación de Nernst

• Es el potencial de membrana que equilibraría exactamente el gradiente de difusión e impediría el movimiento neto de un determinado ión.

Ex=61/z*log[X]e/[X]i

• Potencial de equilibrio para el K+ = - 90 mV.• Potencial de equilibrio para el Na+ = + 65 mV.

Potenciales de equilibrio

POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO

• El potencial de la membrana en reposo es menor que Ek porque algo de Na+ puede también entrar en la célula.Em= - 65 mV

Em=60*log [(Pk*[K+]e)+(PNa*[Na+]e)]/[(Pk*[K]i)+(PNa*[Na]i)]

Ecuación de Goldman

Em=60*log [(Pk*[K+]e)+(PNa*[Na+]e)]/[(Pk*[K]i)+(PNa*[Na]i)]

Em=60*log [(Pk*[K+]e)+(PNa*[Na+]e)+(PCl*[Cl-]i)]/[(Pk*[K]i)+(PNa*[Na]i)+(PCl*[Cl-]e)]

Actividad eléctrica

Todas las células tienen un potencial de membrana. Excitabilidad: Capacidad de generar y conducir impulsos

eléctricos.

Actividad eléctrica

Despolarización: Se reduce la diferencia de

potencial (interior mas positivo).

Repolarización: Retorno al potencial de

membrana en reposo (interior mas negativo).

Hiperpolarización: Mas negativo que el

potencial de membrana en reposo.

Impulso nervioso Cambios en el potencial de membrana causado por

el flujo de iones a través de canales Canales iónicos específicos para el Na+ y el K+. Los canales pasivos están siempre abiertos. Los canales sensibles a voltaje se abren en

respuesta a un cambio en el potencial de la membrana.

Potenciales de acción (AP)

El estimulo debe despolarizar hasta llegar al umbral. Las canales de Na+ dependientes de voltaje se abren El Na+ entra Ciclo de retroalimentación positiva.

Los canales de K+ dependientes de voltaje se abren. Retroalimentación negativa.

Los cambios en el potencial de la membrana constituyen el potencial de acción.

Figure 8-9

Señales eléctricas: Potencial de acción

Señales eléctricas: Canales de Na+ activados por voltaje

Canales de Na+: estados abierto, cerrado e inactivado

Figure 8-10a

Figure 8-10c

Figure 8-10d

Figure 8-11

Señales eléctricas: Movimiento de iones durante le potencial de acción

Potenciales de acción

• Una vez se ha completado el AP, la Na+ / K+ ATPasa saca Na+, y recupera K+.

• Fenómeno todo o nada:– Cuando se alcanza el umbral, ocurre el cambio de potencial

máximo.• Código para la intensidad del estímulo:

– El aumento en la frecuencia de AP indica un mayor estímulo.

Figure 8-12

Durante el periodo refractario absoluto no se pueden abrir los canales de Na+

Señales eléctricas: periodo refractario

Periodos refractarios

Periodo refractario absoluto: No se puede generar

otro AP.

Periodo refractario relativo: Se puede producir otro

AP pero se necesita un mayor estímulo

Figure 8-15 - Overview

Señales electricas: zona gatillo “trigger”

Señales eléctricas: Velocidad del PA

• La velocidad del potencial de acción está influenciada por:– Diámetro del axón– La resistencia de la membrana del axón

• Si están mielinizados es más rápido

Células del SN: Células gliales

Figure 8-5 (1 of 2)

Figure 8-6b

Células de SchwannForma la mielina en el SNP

Figure 8-6c

Animation: Nervous I: Anatomy ReviewPLAY

Células de Schwann

Señales eléctricas: axones mielinizadosConducción saltatoria

Figure 8-18a

Figure 8-18b

Señales eléctricas: axones mielinizados

Figure 8-5 (2 of 2)

Células del SN: Células gliales y su función

Figure 8-2

La neurona

Sir John C. Eccles Alan L. Hodgkin Andrew F. Huxley

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1963 was awarded jointly to Sir John Carew Eccles, Alan Lloyd Hodgkin and Andrew Fielding Huxley "for their discoveries concerning the ionic mechanisms involved in excitation and inhibition in the peripheral and central portions of the nerve cell membrane".

http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/nerve_signaling.html