clase 10- biolectricidad.pp

7/30/2019 CLASE 10- Biolectricidad.pp

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POTENCIAL DE MEMBRANA YPOTENCIAL DE ACCION

Mg. Ral Fernando Ortiz Regis


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ESTRUCTURA DE UNA MEMBRANALPIDOS:

. Colesterol

. Fosfolpidos

. Esfingolpidos(clulas nerviosas)

. Glucolpidos

( monocapa externa)

PROTENAS:

. Integrales-perif.

. Canales inicos

. Receptores, enzimasconectoras (cito-esqueleto )

.lipoprotenas


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DEFINICIN: Potencial de membrana

Existe una diferencia de potencial elctrico entre el interior de unaclula y el fluido extracelular que la rodea, y esta diferencia sellama potencial de membrana.

La funcin especializada del sistema nervioso es propagar cambios

en el potencial de membrana en el interior de una clula (neurona)y transmitirlo a otras clulas.

La transmisin de estos cambios de potencial ayuda al cuerpo acoordinar la actividad con la informacin proveniente de tanto losentornos internos como de los externos al Sistema Nervioso

Central, donde es procesada, permitiendo al cuerpo adaptarse deforma adecuada a las dos de sus entornos.


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Potencial de membrana en reposo de losnerviosEl potencial de membrana en reposos de

las fibras nerviosas grandes cuando notransmiten seales nerviosas es de

aproximadamente -90 mV. Es decir, el

potencial en el interior de la fibra es 90veces ms negativo que el potencial del

lquido extracelular.


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PERMEABILIDAD SELECTIVA DE LA MEMBRANA

Aunque los CANALES son SELECTIVOS, NO indican el SENTIDO de

movimiento inico. La fuerza impulsora bsica es funcin de la

diferencia de concentracin inica y de la PERMEABILIDAD de la

membrana Ley de Fick de la difusin:

J = k . D . A . ( c / x ) p = k.D / x J = p . A . c


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PERMEABILIDAD Y CONDUCTANCIA

PERMEABILIDAD:Es una propiedad INTRNSECA de la membrana.Est dada por la propiedad de la misma en permitir que la atraviese un in.

CONDUCTANCIA:Mide la capacidad del canal para transportar corrienteelctrica, como sta es equivalente a la corriente inica, la conductancia.

Ley de OhmV / R = I


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En el potencial de reposo de la membrana

nerviosa van a contribuir:

- Difusin de potasio- Difusin del sodio- Bomba sodio potasio

Difusin simple: movimiento cintico de

molculas o iones a travs de la membrana

Difusin facilitada: la sustancia es transportada a

travs de la membrana, con una protena

portadora especfica.


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Si la membrana es permeable a un unico ion, elpotencial de equilibrio de este es el potencial de

reposo de la membrana


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LA ECUACION DE NERST

Sirve para calcular el potencial de equilibrio de un ion que estdistribuido desigualmente a travs de una membrana, siendo stapermeable a dicho in.

E= 2,3 RT log [C1]ZF [C2]

Donde, E= potencial de equilibrio (mV) R= constante de los gases T= temperatura absoluta (Kelvin) Z= carga del in F= consante de Faraday [C1] y [C2] son las concentraciones del in a cada lado de la membrana

la ecuacin de NERST convierte la diferencia de concentracin deun in en voltaje.


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Potencial de equilibrio La diferencia de potencial que alcanzara la membrana

si se deja que un ion se difunda a favor de su gradientequmico, hasta llegar un momento en que la diferenciade carga creada equilibrara el mismo


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Tal como se vio anteriormente, la ecuacin de Nerstsolo calcula el potencial de difusin para un ion enparticular, es decir, se asume que en el medio externoslo existe un tipo de iones (por ejemplo: Na+, o K+ )


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Se sabe que tanto en los medios intra y extra celularexisten mltiples iones tales como: Na+, K+, Cl-, Mg2+,entre otros, por lo tanto es necesario disponer de unafrmula que calcule dicho potencial para todos losiones presentes en el lquido extracelular.

LA ECUACION DE GOLDMAN


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Se sabe que la membrana celular es permeable a

mltiples iones diferentes, por lo tanto al momento enque dichos iones difunden se genera un potencial de

membrana que depende de tres factores:

1. La polaridad de la carga de cada uno de los iones

a difundir.2. La permeabilidad de la membrana a cada uno de

los iones.

3. Las concentraciones de los mismos tanto en elexterior como en el interior de la membrana.


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La Ecuacin de Goldman (tambin llamada de Goldman -Hodgkin - Katz) calcula el Potencial de la membrana en elinterior de la clula cuando participan dos iones positivosunivalentes (K+ y Na+) y un ion negativo tambin univalente(Cl-).

donde:- C = Concentracin del ion

- P = Permeabilidad de la membrana al ion


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Aclaraciones: Los iones sodio, potasio y cloruro son los iones

ms importantes que participan en la generacin

del potencial de membrana en las fibras nerviosasy musculares.

El gradiente de concentracin de cada uno delos iones a travs de la membrana ayuda a

determinar el voltaje del potencial de membrana.


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Contribucin del potencial de la difusin de potasio.-

Suponiendo que el nico movimiento a travs de la

membrana sean los iones de potasio, el potencial de

reposo dentro de la fibra seria -94 mV, ya que si sacamos

el potencial de nernst:FEM=-61* log 140/4

= -61log 35

=-61*1.54

= -94 mV


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Contribucin de sodio atreves de la membrananerviosa.-

El cociente de los iones de sodio desde el interior hasta

el exterior de la membrana es de 0,1 y esto da un

potencial de Nernst calculado para el interior de la

membrana de +61 mV, pero como interaccionan elpotencial del potasio que es de -94 mV mas el potencial

de sodio que es de +61 mV, nos va a dar si realizamos la

operacin de Goldman un potencial de membrana

interior de -86 mV. La permeabilidad de la membrana al

potasio es aproximadamente 100 veces mayor que la

permeabilidad al sodio.


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FEM=-61* log CNai+ PNai+ CKi + PKi / CNae + PNae + CKe + PKe

C= concentracin

P= permeabilidad

Formula de Goldman:


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Contribucin de la bomba sodio-potasio.-

La bomba sodio-potasio proporciona una contribucin adicionalal potencial en reposo. Se bombean tres iones de sodio hacia el

exterior por cada dos de potasio hacia el interior. Este hecho da

lugar a una perdida continua de cargas positivas desde el

interior de la membrana, esto genera un grado adicional deelectronegatividad en el interior (aproximadamente -4 mV).


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En conclusin cuando actan todosestos mecanismos a la vez (difusin

de sodio, difusin de potasio ybomba de sodio-potasio) dan un

potencial de membrana de -90 mV.


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Potencial de accin nerviosa.


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Las seales nerviosas se trasmiten mediante el

potencial de accin que son cambios rpidos del

potencial de membrana que se extiende rpidamente

a lo largo de la membrana de las fibras nerviosas.

Las sucesivas fases del potencial de accin son:

-Fase de reposo

-Fase de despolarizacin- Fase de repolarizacin


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Fase de reposo.-

Se dice que la membrana se polariza durante esta fase debidoal potencial de membrana negativo de -90 mV que est

presente.


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Fase de despolarizacin.-

En este momento la membrana se hace sbitamente muy

permeable a los iones de sodio, lo que permite la entrada de un

nmero muy grande de sodio al interior del axn.

Esta entrada de sodio al interior del axn hace que el potencial de

membrana se sobreexcite mas all de nivel cero y que se haga

algo positivo.

En algunas fibras ms pequeas as como en muchas neuronas del

sistema nervioso central, el potencial solo se acerca al nivel cero.


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Fase de repolarizacin.-

En un plazo de algunas diez milsimas de segundodespus de que la membrana se haya hecho muy

permeable a los iones de sodio, los canales de sodiocomienzan a cerrarse y los canales de potasio se abren

ms de lo normal.

De esta manera la salida de los iones de potasio haciael exterior restablece el potencial de membrana en

reposo negativo normal.


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Cuando la despolarizacin alcanza cerca de -55 mV la neurona lanza un

potencial de accin. Este es el umbral. Si la neurona no alcanza este umbral

crtico, no se producir el potencial de accin.


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Entendemos como perodo refractario aquel

perodo en que la clula se hace refractaria,

es decir, no deja pasar ni transmite ninguna

seal.

Se divide en dos periodos:

Relativo y Absoluto


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Principio del todo o nada:

El proceso de despolarizacin viaja por todala membrana si las condiciones son las

adecuadas, o no viaja en lo absoluto si no lo

son.

Conduccin saltatoria


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Conduccin saltatoria.-

La vaina de mielina que rodea la fibra nerviosacontiene una sustancia lipotrotenica que no conduce

electricidad, formando una capa aislante alrededor de

la fibra nerviosa, sin embargo, la vaina est

interrumpida a intervalos regulares por los nodos deRanvier, en los que ocurre la despolarizacin.


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El potencial de accin se conduce de un ndulo a otro.

Esta conduccin es til por que:

1.- se acelera la velocidad de transmisin nerviosa.

2.- la conduccin saltatoria conserva la energa para el

axn por que solo se despolarizan los ndulos, y por lo

tanto precisa poco metabolismo para restablecer la

diferencias de concentracin de sodio y potasio atraves

de la membrana despus de una serie de impulsos

nerviosos.


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