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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 de concentración de iones a través de una membrana selectivamente permeable, puede crear UN POTENCIAL DE MEMBRANA.

Física básica de los potenciales de membrana

➢ Cambios generados por difusión de iones

Intracelular

Na+: 10meq/l

K+: 140 meq/l

Ca++: 0.0001meq/l

Cl- 4 meq/l

Mg+: 58 meq/l

Extracelular

Na+: 142meq/l

K+: 4 meq/l

Ca++:2.4 meq/l

Cl-: 103 meq/l

Mg+: 1.2 meq/l

10 meq/l

Cambios generados por DIFUSION de iones

Intracelular

Na+: 10 meq/l

ExtracelularNa+ :142 mEq/L

Na+DIFUSION

Cambios generados por DIFUSION de iones

Intracelular

K+: 140 meq/l

ExtracelularK+ : 4 mEq/L

K+K+

DIFUSION

(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+

Contribución de la bomba de Na+/ K+ al potencial de membrana

Bombea más cargas POSITIVAS (Na+) al exterior que al interior, ( produce una pérdida contínua de cargas (+) en el interior) → ELECTRONEGATIVIDAD INTERIOR: - 4 mv.

POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO:

Es de – 90 mv 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 Na+ por 2 K+, que produce ELECTRONEGATIVIDAD INTERIOR.

(-4 Mv) → = (-90Mv).

POTENCIAL DE MEMBRANA

• El flujo de iones K+, por los denominados canales de fuga de K+ es el principal determinante del potencial de membrana interno ( - )

La concentración intracelular de K+ es mayor y de Na+ es menor.

La membrana posee muchos canales de K+ abiertos pero muy pocos canales abiertos de Na+ o Ca++.

el principal movimiento iónico a través de la membrana es el del K+ desde adentro hacia afuera.

Potencial de membrana en reposo- 90 mV

Fosfatos y Proteínas

PO4-3

Pr- = 40 mEq/L= 75 mEq/L

Pr- = 5 mEq/L

PO4-3 = 4 mEq/L

POTENCIAL DE DE MEMBRANAEN REPOSO

• Los cambios de voltaje de la membrana durante el potencial de

acción son resultado de cambios en la permeabilidad de la membrana

celular a ionesLos cambios de voltaje de la membrana durante el potencial de acción son resultado

de cambios en la permeabilidad de la membrana celular a iones

específicos (en concreto, sodioLos cambios de voltaje de la membrana durante el potencial de acción son

resultado de cambios en la permeabilidad de la membrana celular a iones específicos (en concreto, sodio y potasioLos

cambios de voltaje de la membrana durante el potencial de acción son

resultado de cambios en la permeabilidad de la membrana celular a iones específicos (en

concreto, sodio y potasio), cuyas concentraciones internas y externas

se mantienen en desequilibrio

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

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 positivamente, 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 electronegatividad en el interior.

K+

K+

K+

TIEMPO EN SEGUNDOS

- 90 mv

0 mv

+ 30 mv

Pote

ncia

l de

mem

bran

a 0 1 2 3INTERIOR

EXTERIOR

POCOS CANALES DE POTASIO ABIERTOS

POTENCIAL DE REPOSO

Na+

Na+

TIEMPO EN SEGUNDOS

- 90 mv

0 mv

+ 30 mv

Pot

enci

al d

e m

embr

ana

0 1 2 3INTERIOR

EXTERIOR

DESPOLARIZACIÒN

K+

K+

K+

TIEMPO EN SEGUNDOS

- 90 mv

0 mv

+ 30 mv

Pote

ncia

l de

mem

bran

a 0 1 2 3

K+

K+

K+

K+

INTERIOR

EXTERIOR

REPOLARIZACIÒN

Cl -

K+

K+

K+

TIEMPO EN SEGUNDOS

- 70 mv

0 mv

+ 30 mv

Pote

ncia

l de

mem

bran

a 0 1 2 3INTERIOR

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 de activación y de inactivación. En Fase de 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 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 principio del todo o nada”.

MESETA EN ALGUNOS 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 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 relativo

FACTORES ESTABILIZADORES DE L A MEMBRANA

Aumento de la excitabilidad

-Hipocalcemia

-Alcalosis (aumento del pH)Inhibición de la excitabilidad

-Factores estabilizadores : Hipercalcemia

-Anestésicos locales: procaína, tetracaína, lidocaína, xilocaína (bloquea los canales de Na+) → actúa sobre las compuertas de activación de los canales de Na+, dificultando su apertura y reduciendo la excitabilidad de la membrana.

-Acidosis (disminución del pH)( Reduce la permeabilidad de la membrana a los iones Na+)

( Aumenta la permeabilidad de la membrana a los iones Na+)

“HAY PERSONAS QUE TIENEN IDEALES, PERO NO UTILIZAN SU INGENIO PARA

HACERLOS REALIDAD”

Cesar Guzman

GRACIAS