tejidos excitables

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Dr. Luis Di Ciano 
Ayudante primera 
Cat. Fisiología Animal 
 Células excitables 
 
 Neuronas 
 
 Músculo estriado 
 
 Músculo cardíaco 
 
 Músculo liso 
 
 Pueden propagar el potencial de acción 
Potencial 
 de 
membrana 
Potencial de acción (Propagado) 
Potencial de reposo (No propagado) 
Ecuación de Nernst 
El potencial eléctrico (voltaje) alcanzado por un ion, al llegar al equilibrio 
electroquímico se denomina potencial de equilibrio del ion. Conociendo las 
concentraciones a ambos lados de la membrana se puede calcular mediante la 
ecuación de Nernst . 
 
 
 
 
 
 
E 2,303 
C1 
C2 
E: potencial de equilibrio para un ión 
R: constante de los gases 
F: constante de Faraday 
T: temperatura absoluta 
Z: valencia 
C1, C2: concentración del electrolito en cada compartimiento 
Potencial de equilibrio (Eión) 
Ecuación de Nernst 
Concentraciones iónicas (mM/L) 
 
 
Intracelular Extracelular Eión 
Sodio 10 140 +70 
Potasio 140 5 -90 
Cloro 4 100 -85 
Calcio 0.01 10 +90 
Vm is the membrane potential. This equation is used to determine the resting membrane potential in real cells, in which K
+, Na+, 
and Cl- are the major contributors to the membrane potential. Note that the unit of Vm is the Volt. However, the membrane 
potential is typically reported in millivolts (mV). If the channels for a given ion (Na+, K+, or Cl-) are closed, then the corresponding 
relative permeability values can be set to zero. For example, if all Na+ channels are closed, pNa = 0. 
R is the universal gas constant (8.314 J.K-1.mol-1). 
T is the temperature in Kelvin (K = °C + 273.15). 
F is the Faraday's constant (96485 C.mol-1). 
pK is the membrane permeability for K
+. Normally, permeability values are reported as relative permeabilities with pK having the 
reference value of one (because in most cells at rest pK is larger than pNa and pCl). For a typical neuron at rest, pK : pNa : pCl = 1 : 
0.05 : 0.45. Note that because relative permeability values are reported, permeability values are unitless. 
pNa is the relative membrane permeability for Na
+. 
pCl is the relative membrane permeability for Cl
-. 
[K+]o is the concentration of K
+ in the extracellular fluid. Note that the concentration units for all the ions must match. 
[K+]i is the concentration of K
+ in the intracellular fluid. Note that the concentration units for all the ions must match. 
[Na+]o is the concentration of Na
+ in the extracellular fluid. Note that the concentration units for all the ions must match. 
[Na+]i is the concentration of Na
+ in the intracellular fluid. Note that the concentration units for all the ions must match. 
[Cl-]o is the concentration of Cl
- in the extracellular fluid. Note that the concentration units for all the ions must match. 
[Cl-]i is the concentration of Cl
- in the intracellular fluid. Note that the concentration units for all the ions must match. 
 
Ecuación de Goldman 
Mantenimiento del potencial de reposo 
 
 
 
 
 
 
 
a) Difusión 
 K+ y Cl- pasan libremente 
 
 Aniones intracelulares no difusibles 
 
b) Bomba de Na+/ K+ 
Estímulo 
Permeabilidad de 
membrana 
Potencial de acción 
 Eléctrico 
 Químico 
Físico 
Potencial de acción 
 Inversión del potencial de membrana 
 provocado 
 por cambios en la permeabilidad de membrana 
 al Na+ y al K+ 
 - 70 mV + 50 mV 
 
 Neuronas 
 
Dendritas 
Canales de Na+ y de Ca++ 
Cuerpo celular : Canales de ligando 
 
Retículo 
 endoplásmico 
 rugoso 
Axón: Canales de voltaje 
 
Cono 
axónico 
Convergencia 
Divergencia 
Golgi 
Potencial 
de acción Mitocondria 
Núcleo 
Terminales 
 Axón 
Neurona 
 
Tiempo 
P
o
te
n
c
ia
l 
d
e
 m
e
m
b
ra
n
a
 
V 
umbral 
V reposo 
5 
4 
3 
2 
1 
Reposo 
 
Despolarización 
 
Sobreestímulo 
 
Pico 
 
Repolarización 
 
Hiperpolarización 
2 
0 
0 
3 
5 
4 1 
0 
0 
http://www.physiologyweb.com/lecture_notes/neuronal_action_potential/figs/neuronal_action_potential_phases_jpg_DAMWQMZI0DbnlqWpiPzLAix26sS2uWUU.html
 Ley del “ Todo o nada” 
P
o
te
n
c
ia
l 
d
e
 m
e
m
b
ra
n
a
 
Estímulo umbral 
 V umbral 
Estímulos 
 supraumbrales 
http://www.physiologyweb.com/lecture_notes/neuronal_action_potential/figs/electrical_stimulation_all_or_nothing_action_potentials_of_neurons_jpg_z2okFsLfkdIeVjneCXUWepsFXJBW7OQ8.html
Cinética de los canales de sodio y potasio 
P
o
te
n
c
ia
l 
d
e
 m
e
m
b
ra
n
a
 
V umbral 
V Reposo 
Tiempo 
Sobreestímulo (0vershoot) 
Comp. m cerrada 
Comp. h abierta 
Canal de K+ 
 cerrado 
Canal de Na+ 
Comp. m abierta 
Comp. h abierta 
Canal de Na+ 
Canal de K+ 
 abierto (lento) 
Comp. m abierta 
Comp. h cerrada 
Canal de Na+ 
Canal de K+ 
 abierto 
Comp. m cerrada 
Comp. h abierta 
Canal de Na+ 
Canal de K+ 
 cerrado 
Na /K 
ATPasa 
Canales voltaje dependientes 
http://www.physiologyweb.com/lecture_notes/neuronal_action_potential/figs/neuronal_action_potential_jpg_Ul3oL5zZDLyiJxMcsjAY02UBeESuTZS2.html
P
o
te
n
c
ia
l 
d
e
 m
e
m
b
ra
n
a
 
Tiemp
o 
Potencial 
 de acción 
P
e
rm
e
b
ilid
a
d
 re
la
tiv
a
 (p
) 
 
http://www.physiologyweb.com/lecture_notes/neuronal_action_potential/figs/neuronal_action_potential_timecourse_of_pna_and_pk_jpg_zgn9dUl70MnJPf2CqaZ5uoL3BBD6r9fW.html
Estimulación eléctrica de células no excitables 
P
o
te
n
c
ia
l 
d
e
 
m
e
m
b
ra
n
a
 
Tiempo 
Potenciales 
despolarizantes 
graduados 
Potenciales 
hiperpolarizantes 
graduados 
Estímulos 
despolarizantes 
Estímulos hiperpolarizantes 
 V umbral 
http://www.physiologyweb.com/lecture_notes/neuronal_action_potential/figs/electrical_stimulation_nonexcitable_cell_jpg_TDOxj7T5wqnKKS8oUTTwnlj9KUhQQoT5.html
Estimulación eléctrica de una neurona 
Estímulos hiperpolarizantes 
 Potencial de 
acción “todo o nada” 
Estímulos 
 despolarizantes 
subumbrales 
 Estímulo 
 despolarizante 
 supraumbral 
P
o
te
n
c
ia
l 
d
e
 
m
e
m
b
ra
n
a
 V umbral 
 
Potenciales 
despolarizantes 
graduados 
Potenciales 
hiperpolarizantes 
graduados 
http://www.physiologyweb.com/lecture_notes/neuronal_action_potential/figs/electrical_stimulation_excitable_cell_neuron_jpg_ml3SsIdoKeH0XT2INAvJK5trgE2kmkwE.html
Período refractario absoluto 
 
Desde el umbral hasta el primer 
tercio de la repolarización 
 
 
Ningún estímulo es capaz de 
excitar 
Período refractario relativo 
 
Desde el primer tercio de la 
repolarización hasta la 
posdespolarización 
 
 
 Un estímulo supraumbral es capaz 
de excitar 
Poshiperpolarización 
 
Hiperpolarización luego del reposo 
 
El potencial umbral aumenta 
 
 
Disminución de la excitabilidad 
 
Posdespolarización 
 
Desde el umbral hasta el reposo 
 
El potencial umbral disminuye 
 
Período supernormal de 
hiperexcitabilidad 
 
Período refractario 
 absoluto 
Período refractario 
 relativo 
Posdespolarización Posdespolarización 
Poshiperpolarización 
Período 
latente 
 
 
 
Tiempo 
+35 
0 
-60 
-70 
 PPSE (potencial post sináptico excitatorio) 
 Aumento del potencial de membrana 
 
 
 Producido por : 
 
1) Aumento de influjo de iones positivos 
 
 2) Disminución de eflujo de iones positivos 
 PPSI (potencial post sináptico inhibitorio) 
 Disminución del potencial de membrana 
 
 
 Producido por : 
 
1) Aumento de influjo de iones negativos 
 
 2) Aumento de eflujo de iones positivos 
Sumatoria temporal 
 
Integración de los PA postsinápticos que ocurren en la 
misma localización en forma sucesiva (frecuencia) 
 
 
 
 
Sumatoria espacial 
Integración de los PA postsinápticos que ocurren en 
diferentes localizaciones al MISMO TIEMPO (amplitud) 
 
 
Integración de señales 
 
 
 Músculo estriado 
 
 
Fibra muscularRetículo sarcoplásmico 
Potencial de acción 
Placa motora 
R DPH 
 
Axón terminal de 
 neurona motora somática 
Túbulo T 
Troponina 
Tropomiosina 
Filamento grueso de miosina 
Actina 
Disco Z 
Cabeza 
 de miosina 
Línea M 
de acción 
Ca ++ 
RDPH: receptor de dihidropiridinas 
Músculo esquelético 
Potencial de 
acción 
Contracción 
0 mV 
- 90 mV 
Fase de relajación 
 Fase de 
contracción Latencia 
Potencial de acción 
Contracción muscular 
Tiempo (mseg.) 
m
V
 ó
 c
o
n
tr
a
c
c
ió
n
 m
u
s
c
u
la
r 
Potencial de acción y contracción 
 en músculo esquelético 
Contracción Tétanos 
incompleto 
Sumación Tétanos 
completo 
Músculo esquelético 
 Tetanización 
Ca ++ mioplasmático 
Fuerza 
PA 
Tétanos 
1 sg 
Tétanos 
Músculo esquelético 
Sumación de frecuencia y 
tetanización 
 
 
 Músculo cardíaco 
 
 
Fibrillas : cortas y finas 
 
Núcleo central alargado 
 
Ramificaciones 
 
Unidas por discos intercalares (en líneas Z) 
 
Túbulo T (en línea Z) 
 
Sincicio funcional 
Excitabilidad (Batmotropismo) 
Miocardiocito 
Cardiomiocito 
P
o
te
n
c
ia
l 
d
e
 m
e
m
b
ra
n
a
 (
m
v
) 
Tiempo (ms) 
Axón 
Potencial 
de 
acción 
Contracción muscular 
Meseta 
Tiempo (mseg.) 
m
V
 ó
 c
o
n
tr
a
c
c
ió
n
 m
u
s
c
u
la
r 
Potencial de acción y contracción en miocardio 
Excitabilidad (Batmotropismo) 
Tejido nodal 
DDE: despolarización diastólica espontánea. 
Tejido nodal 
Cinética de los canales de sodio 
Comp. m cerrada 
Comp. h abierta 
Comp. m abierta 
Comp. h abierta 
Comp. m abierta 
Comp. h cerrada 
Comp. m cerrada 
Comp. h abierta 
Canal de K+ 
 cerrado 
Canal de Na+ 
Canal de K+ 
 semiabierto 
Canal de Na+ Canal de Na
+ 
Canal de Na+ 
Canal de K+ 
 lento 
Canal de K+ 
 abierto 
Canal de K+ 
 cerrado 
Canales voltaje dependientes 
Na /K 
ATPasa 
 Lusitropismo Inotropismo 
Excitabilidad (Batmotropismo) 
 
 
 Músculo liso 
 
 
Musculo liso 
•Carece de estrias transversales visibles 
•Carente de linea Z 
• RS poco desarrollado, variación de estructura y funciones. 
http://biostreet.files.wordpress.com/2010/03/hmulisod40.jpg
 Potencial de membrana inestable (Automatismo) 
 
 
 Contracciones continuas e irregulares 
 
 
 Contracciones independientes de inervación 
 
 
 Contracción parcial sostenida (Tono) 
Musculo liso 
Potenciales eléctricos 
en el músculo liso gastrointestinal 
Potenciales eléctricos GI 
 Potencial de reposo 
(Ritmo eléctrico básico -REB) 
 
 
 Potenciales de acción 
 (Espigas) 
Ritmo eléctrico básico 
(REB) 
 
 
REB 
Minutos 
mV 
 0 1 
Potencial 
 umbral 
-45 
-40 
-65 
 
REB 
 
 
Fluctuaciones rítmicas automáticas 
 del potencial de membrana de reposo 
 que se desplaza hacia aboral 
 
 
 
 
 
 Células intersticiales de 
Cajal 
 
 
 
Red de células mesenquimatosas 
unidas a los enteromiocitos por 
uniones de hendidura 
Generadoras del REB 
 
REB 
 
 
Baja frecuencia 
 
 Baja amplitud 
 
 
Influjo 
 de Ca++ 
Eflujo 
 de K+ 
mV 
 
 
-40 
 
 
 
-45 
 
 
 
-65 
0 30 60 90 s 
REB 
Despolarización = Influjo de Ca++ 
 
 
Repolarización = Eflujo de K+ 
 
 
Alta frecuencia 
 
 
Alta amplitud 
 
 
Potenciales de acción 
Minutos 
mV 
Potencial 
 umbral 
0 
Potenciales de acción 
Acople electromecánico 
Potencial de 
acción 
 espontáneo 
Hormonas/ NT Estiramiento 
Estimulación 
nerviosa 
Ca ++ 
Contracción muscular 
Músculo liso gastrointestinal 
Acople electromecánico 
Minutos 
mV 
 0 1 2 
Potencial 
 umbral 
- 45 
- 40 
- 65 
Contracción 
Acople electromecánico 
Minutos 
mV 
 0 1 2 
Potencial 
 umbral 
- 45 
- 65 
Contracción 
tónica 
- 40 
Regulación de la amplitud 
 del REB y 
 potenciales de acción 
 
Sistemas nervioso autónomo 
 
Sistema nervioso entérico 
 
 Enterohormonas 
 
 Reguladores parácrinos 
 
 
Músculo liso GI 
read:https://www.physiologyweb.com/lecture_notes/neuronal_action_potenti
al/neuronal_action_potential_important_features.html 
 
Bibliografía: 
 
Dvorkin-Cardinale. Bases Fisiológicas de la Práctica Médica 
 
Ganong. Fisiología Médica. 16 a edición.