POTENCIALES DE MEMBRANA EN REPOSO

Y POTENCIALES DE ACCION

DRA. MARIA DEL CARMEN REVOLLO ALVAREZFISIOLOGIA I - UDABOL

INTRODUCCION

Normalmente hay potenciales eléctricos a través de las membranas en todas las células. De las cuales:

Las células nerviosas y musculares son AUTOEXCITABLES

Es decir, son capaces de autogenerar impulsos electroquímicos en sus membranas, y en muchos casos, de transmitir señales a lo largo de las mismas.

CONCEPTOS: Ion: partícula con carga eléctrica.

Canal Iónico: es una proteína de membrana a veces específica que transporta iones y otras moléculas pequeñas a través de la membrana por difusión pasiva o facilitada, es decir, sin uso de energía.

Polaridad: es la capacidad de un cuerpo de tener dos polos con características distintas.

Impulso Nervioso: es el transporte de información a través de los nervios, y por medio de sustancias como el Sodio y el Potasio y su interacción con la membrana.

POTENCIAL DE MEMBRANA (PM) - DEFINICION

Es una diferencia de Potencial, o de carga eléctrica (separación de cargas a ambos lados de la membrana), entre el Interior y el Exterior de TODAS las células del organismo.

POTENCIALES DE MEMBRANA CREADAS POR DIFUSIÓN – POTASIO

POTENCIALES DE MEMBRANA CREADAS POR DIFUSIÓN - SODIO

RELACIÓN ENTRE EL POTENCIAL DE DIFUSIÓN Y LA DIFERENCIA DE

CONCENTRACIÓN: ECUACIÓN DE NERNST.

Relaciona la distribución de un ión entre dos compartimientos con la diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana que los separa (siempre que la membrana sea permeable al ión dado)

ECUACION DE NERNST: Nivel del potencial de difusión a través

de una membrana que se opone exactamente a la difusión neta de un ion particular a través de la membrana.

FEM(milivoltios)=+-61log C(x) interior C(x) exterior

EJEMPLO: Calcule el potencial de Nernst en el

siguiente caso:

FEM (Na): ±61 log 14/142FEM: ±61 log 0.098

FEM: (61)(1)FEM: -61

FEM (K): ±61 log 140/4FEM: ±61 log 35FEM: (61)(1.54)

FEM: -93.94

IntracelularExtracelular

K

Na

142 mEq/l

4 mEq/l

Na

K14O

mEq/l

14 mEq/l

ECUACIÓN DE GOLDMAN

CUANDO UNA MEMBRANA ES PERMEABLE AVARIOS IONESDIFERENTES,ELPOTENCIALDE DIFUSION SE CALCULA ATRAVES DELA ECUACION DE GLODMAN

FEM= -61. Log CNa+iPNa +CK+i Pk+ + C cl-e Pcl-

Cna+ePNa+ + CK+ePK+ + Ccl-i Pcl-

ECUACIÓN DE GOLDMAN-HODGIN-KATZ Cuando una membrana es permeable a varios

iones diferentes, el potencial de difusión depende de 3 factores

1. La Polaridad de la Carga Eléctrica de c/u de los iones

2. La Permeabilidad de la Membrana (P)3. Concentraciones de los iones en el interior

(i) y en el exterior (e)

Esta ecuación solo será útil cuando estén dos compuestos positivos monovalentes y uno negativo monovalente

-

ECUACION DE GOLDMAN:

Nos da el potencial de membrana calculado en el interior de esta cuando participan 2 iones positivos ,sodio(Na+),potasio(K+) y 1 ion negativo ,cloruro(Cl-).

POTENCIAL DE MEMBRANA EN

REPOSO DE LOS NERVIOS

El potencial de membrana en reposo de las fibras nerviosas grandes cuando no transmiten señales nerviosas es de

aproximadamente:

-90mV Es decir el potencial en el interior de la

fibra es 90mV mas negativo que el potencial del liquido extracelular…

COMO SURGEN LOS 90MV?

-90 mV, resultantes ,

convirtiéndose en el potencial

de la membrana en

reposo

Potencial de Difusión de los Iones -86mV

La Bomba de Sodio y potasio

aporta -4mV

BOMBA SODIO-POTASIO: Toda las membranas celulares cuentan

con una potente bomba Na-K, que se encarga de bombear continuamente iones sodio hacia el exterior e iones potasio hacia al interior de la célula.

Aporta -4mV

RESUMIENDO:

POTENCIAL EN REPOSO VALORES

SINÁPSIS..................................... –70 mV.MÚSCULO ESQUELÉTICO........-85 a –90FIBRA NERVIOSA.......................-85 a –90CORAZÓN......................................-90 a 100MÚSCULO LISO.......................... –40 a -60

POTENCAL DE ACCION:

SOLO LA CÉLULA MUSCULAR Y LA

NEURONA PRESENTAN POTENCIALES DE ACCIÓN

POTENCIAL DE ACCIÓN Son cambios rápidos del

potencial de membrana que se extienden rápidamente a lo largo de la membrana de la fibra nerviosa

Cada potencial de acción comienza con un cambio súbito desde el potencial de membrana negativo (REPOSO) hasta un potencial positivo y terminando de nuevo en un potencial negativo

FASES: Reposo: Este es el potencial de membrana en reposo antes del

comienzo del potencial de acción, se dice que la membrana esta polarizada debido al potencial negativo que se encuentra en ella

Despolarización: En este momento la membrana se hace muy permeable

al sodio, lo que permite que en numero muy grande de iones con carga + difunda atraves del axón, el estado polarizado se neutraliza…

Repolarizacion: En un plazo de 10 milesimas de segundo después de que

la membrana se hizo permeable, los canales de sodio empiezan a cerrarse y los canales de potasio se abren mas de lo normal, restableciendo otra ves un estado de reposo negativo normal.

INICIACION DEL POTENCIAL DE ACCION

1. El potencial de acción o se produce o no (ley de todo o nada).

2. Una vez generado se auto mantiene y propaga por retroalimentación positiva: la apertura de canales de Na+ provoca la apertura de otros.

3. El tiempo que los canales dependientes de voltaje permanecen abiertos es independiente de la intensidad del estímulo.

4. Un estímulo supraumbral no aumenta la despolarización celular (la amplitud del pico).

Características del potencial de acción

NA++ Abierto

K+

NA++ Cierra y abre K+

k+ Abierto

NA++ carrado

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

Potenciales en espigas: son típicos del sistema nervioso. Su duración es aproximadamente de 0.4mseg y lo denominamos impulso nervioso.

Potenciales en meseta originados porque existen casos en los que la membrana excitable no se repolariza inmediatamente tras la despolarización. Es típico de las células cardíacas, donde la meseta llega a durar entre 3 y 4 décimas de segundo, produciendo la contracción del corazón durante todo este periodo.

Potenciales rítmicos existen casos en el organismo en que se precisan descargas repetitivas de potencial de acción como en el latido cardíaco, en los movimientos peristálticos o en fenómenos neuronales como el control del ritmo respiratorio.

Tipos de potenciales de acción