POTENCIALES DE MEMBRANA Y POTENCIALES DE ACCION Dr. Miguel Ángel García-García Profesor titular VIII Área de Fisiología.
POTENCIALES DE MEMBRANA ORIGINADOS POR DIFUSIÓN: Una diferencia iones a través iones selectivamente crear UN MEMBRANA.
de concentración de de una membrana permeable , puede permeable, POTENCIAL DE
Física básica de los potenciales de membrana ➢
Cambios generados por difusión de iones Intracelular
Extracelular
Na+: 10meq/l 10 meq/l K+: 140 meq/l
Na+: 142meq/l
Ca++: 0.0001 meq/l
Ca++:2.4 meq/l
Cl- 4 meq/l Mg+: 58 meq/l
K+: 4 meq/l Cl-: 103 meq/l Mg+: 1.2 meq/l
Cambios generados por DIFUSION de iones Extracelular Intracelular
Na+ :142 mEq/L
Na+: 10 meq/l
DIFUSION
Na+
Cambios generados por DIFUSION de iones Extracelular Intracelular
K+ : 4 mEq/L
K+: 140 meq/l
K +
DIFUSION
K +
(10)
Potencial de Nernst Es el nivel de potencial a través de la membrana que impide la difusión neta de un ión en cualquier dirección a través de la membrana.
Potencial de membrana en reposo, DEBIDO A : Funcionamiento de : CANALES. Difusión de : K+
y Na+
operados por voltaje. y Bombas metabólicas (ATPasas) Principalmente de Na+ K+
BOMBA DE Na+-K+
membrana Bombea más cargas POSITIVAS (Na+) al exterior que al interior, ( produce una pérdida contínua de cargas cargas (+) en el interior) → ELECTRONEGATIVIDAD INTERIOR: - 4 mv.
POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO: Es de – 90 mv en en el interior de la fibra nerviosa. se origina por: ➢
➢
Los potenciales de difusión de Na+ y K+ (-86 Mv) la bomba electrógena Na-K ATP asa. Bombea iones sodio hacia el exterior, al mismo tiempo bombea iones potasio hacia el interior: 3 que produce Na+ por 2 K+, ELECTRONEGATIVIDAD INTERIOR. (-4 Mv) → = (-90Mv).
POTENCIAL DE MEMBRANA • El flujo de iones K+, K+, por por los denominados canales de fuga de K+ es K+ es el principal el principal determinante del potencial de membrana interno ( - ) La concentración intracelular de K+ K+ es mayor y de Na+ es menor. La membrana posee muchos canales de K+ K+ abiertos pero muy pocos canales abiertos de Na+ Na+ o o Ca++. el principal movimiento iónico a través de la membrana es el del K+ K+ desde desde adentro hacia afuera.
Potencial de membrana en reposo - 90 mV
Fosfatos y Proteínas
Pr- = 40 mEq/L PO4-3 = 75 mEq/L
Pr- = 5 mEq/L PO4-3 = 4 mEq/L
POTENCIAL DE DE MEMBRANA EN REPOSO
• Los cambios de voltaje de la membrana durante el potencial de acción son son resultado resultado de cambios en la permeabilidad de la membrana celular a iones ionesLos Los cambios de voltaje de la membrana durante el potencial de acción son resultado de cambios en la permeabilidad de
POTENCIAL DE ACCION
“las variaciones de la permeabilidad de la membrana a diversos iones produce variaciones del potencial de membrana”
POTENCIAL DE ACCION
La apertura de canales de Na+ produce la
“despolarización de la membrana”.
La apertura de los canales de K+ producen la
“repolarización de la membrana” .
La apertura de los canales de Cl- produce la repolarización de la membrana
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POTENCIAL DE ACCION Las señales nerviosas se transmiten mediante POTENCIALES DE ACCION que son cambios rápidos en EL POTENCIAL DE MEMBRANA. CADA POTENCIAL DE ACCIÓN comienza con un cambio brusco del potencial negativo normal de reposo a un potencial positivo y termina con una vuelta rápida al potencial negativo.
FASES SUCESIVAS DEL P. ACCION: ➢
➢
FASE DE REPOSO: La membrana esta POLARIZADA - 90mv. FASE DE DESPOLARIZACIÓN: La membrana permeable a los iones sodio permite difusión hacia el interior cargados positivamen positivamente te,, y se eleva el potencial en dirección positiva.
➢
FASE DE REPOLARIZACIÓN: los canales de Na comienzan a cerrarse y los canales de K se abren, lo cual provoca una rápida difusión de iones K+ hacia el exterior , restablece el potencial de reposo (-) normal de la membrana. *Esto lleva cargas positivas (K+) al exterior, pero deja los aniones negativos NO difusibles (proteínas, fosfatos) en el interior y se crea fosfatos) electronegatividad en el interior.
INTERIOR
TIEMPO EN SEGUNDOS a n a r b m e m e d l a i c n e t o P
0
1
2
3
+ 30 mv
K +
0 mv - 90 mv K +
K +
EXTERIOR
POCOS CANALES DE POTASIO ABIERTOS
POTENCIAL DE REPOSO
TIEMPO EN SEGUNDOS
0 e d a l n a a r i c b n m e e t o P m
1
2
3
N a +
INTERIOR
+ 30 mv 0 mv
- 90 mv
N a + EXTERIOR
DESPOLARIZACIÒN
TIEMPO EN SEGUNDOS a n a r b m e m e d l a i c n e t o P
0
1
2
3
+ 30 mv
K +
INTERIOR
0 mv - 90 mv
C l -
REPOLARIZACIÒN
K + K +
K + K +
EXTERIOR
K + K +
INTERIOR
TIEMPO EN SEGUNDOS a n a r b m e m e d l a i c n e t o P
0
1
2
3
+ 30 mv
K +
0 mv - 70 mv K +
K +
EXTERIOR
POTENCIAL DE REPOSO
LOS CANALES DE Na+ y de K+ CON COMPUERTAS DE VOLTAJE: El acto imprecindible para la despolarización y la repolarización es: EL CANAL DE Na+ CON PUERTA DE VOLTAJE. Este, tiene 2 puertas: puerta puertas: puerta de activación y de inactivación. En Fase de Reposo, Reposo, la de activación está cerrada, lo que impide entrada de iones Na+ al interior.
LOS CANALES DE K+ CON PUERTAS DE VOLTAJE, debido a la lentitud de abertura, se abren cuando los de Na+ comienzan a cerrarse, por lo que la ↓ entrada de Na+ y el ↑ salida de K+ aceleran la repolarización.
PAPEL DE OTROS IONES DURANTE EL POTENCIAL DE ACCIÓN: IONES Ca++ La Bomba de Ca++ bombea iones Ca++ desde el interior al exterior. Los canales de Ca++ con puertas de voltaje son permeables a los iones Na+, cuando abre la puerta fluyen iones Ca++ y Na+ al interior de la fibra. Canales Ca++-Na+, son lentos.
EL UMBRAL PARA LA INICIACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCION ES: - 65 mv.
El # de Na+ que entra en la fibra, supera el # de K+ que la abandonan. Una elevación de 15 a 30mv del 30mv del potencial de membrana de -90 a -65mV.
Umbral para la iniciación del P. Acción
PROPAGACION DEL POTENCIAL DE ACCION
Un potencial de acción obtenido en cualquier punto de una membrana excitable suele excitar las porciones adyacentes.
PROPAGACION DEL POTENCIAL DE ACCION • El proceso de despolarización viaja por toda la membrana si las condiciones son adecuadas o no viaja en absoluto si no lo son, a esto se le denomina “El “ El principio del todo o nada” nada ”.
MESETA EN ALGUNOS MESETA EN POTENCIALES. La membrana excitable NO se repolariza inmediatamente después de la despolarización; sino que el potencial permanece en UNA MESETA durante muchos milisegundos. ej: en las fibras del músculo cardíaco. (canales lentos de Ca++).
RITMICIDAD DE CIERTOS TEJIDOS EXCITABLES:
Normalmente se observan como descargas autoinducidas repetitivas ó con ritmicidad en: ➢ ➢
➢
CORAZON (látidos) PARTE DEL MÚSCULO LISO (peristaltismo) NEURONAS DEL SNC ( control de la respiración).
ASPECTOS ESPECIALES DE LA TRANSMISIÓN DE SEÑALES EN LOS TRONCOS NERVIOSOS. El Núcleo central es EL AXÓN.
La membrana del axón , es la verdadera membrana conductora para conducir el potencial de acción.
CONDUCCIÓN *A SALTOS* DE DE NÓDULO DE RANVIER A NÓDULO DE RANVIER EN LAS FIBRAS MIELÍNICAS:
Los iones no pueden fluir a través de las gruesas vainas de mielina; pueden hacerlo a través de los nódulos de Ranvier.
PERIODO REFRACTARIO • En los lugares donde se ha generado un potencial de acción
• Es consecuencia principalmente de la desactivación de los canales de sodio dependientes de voltaje.
• Durante el periodo refractario absoluto
• los canales de sodio están desactivados y se hace imposible generar otro potencial de acción.
• Con el tiempo, los canales de Cloro se activan aleatoriamiente
• se vuelve a posibilitar el inicio de un potencial de acción, con un umbral de potencial mucho mayor. Éste es el periodo refractario
e FACTORES ESTABILIZADORES DE L A n to MEMBRANA d e la e x -Hipocalcemia ci ta Ibi -Alcalosis (aumento del pH) nli hid ( Aumenta Aumenta la permeabilidad biade la membrana a los iones Na+) cid ó n -Factores estabilizadores : Hipercalcemia d e -Anestésicos locales: procaína, tetracaína, la lidocaína, xilocaína (bloquea los canales de Na+) e l os → actúa sobre las compuertas de activación de los x canales de Na+, dificultando su apertura y reduciendo la excitabilidad de la membrana. ci ( Reduce la permeabilidad de la ta -Acidosis (disminución del pH)
“HAY PERSONAS QUE TIENEN IDEALES, PERO NO UTILIZAN SU INGENIO PARA HACERLOS REALIDAD” Cesar Guzman
GRACIAS