1 MEMBRANA

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Membrana 
Potencial de Acción
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LA CÉLULA !!!!
UNIDAD FUNCIONAL DE LOS SERES VIVOS
“Solo vale la pena vivir para vivir “ El Nano
La célula es la unidad funcional del cuerpo humano, hay millones de células que cumplen diversas funciones, ello implica que , acorde a las diferentes funciones , las células sean diferentes . Sin embargo, existen aspectos histológicos comunes que permiten una apreciación general del tema: Fisiología celular.
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De donde estudiar ……
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COMPARTIMENTO
INTRA CELULAR 
COMPARTIMENTO 
EXTRACELULAR
60 % H20
“por el agua vengo y hacia el agua voy …..
Los compartimentos intracelular y extra celular están separados por una organela celular: la M 
En los dos compartimentos predomina el agua
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COMPARTIMENTOS
INTRA CEL.
EXTRA CEL.
INTRA VASC.
INTERSTICIAL
FRONTERA
División de compartimentos
Membrana : funciones 
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1) LA MEMBRANA CELULAR MANTIENE LAS DIFERENCIAS ENTRE LOS COMPARTIMENTOS INTRA Y EXTRA CELULAR
K+
Na+
K+
Na+
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“Las moléculas en los líquidos orgánicos se mueven permanentemente ……..
Energía cinética – fuerzas electrostáticas 
Proteína
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ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR
Los principales constituyentes de la m. son lípidos , proteínas y glucidos
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ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA
FOSFOLIPIDOS – 25%
COLESTEROL – 13%
OTROS LIPIDOS – 4%
HIDRATOS DE CARBONO – 3% 
PROTEINAS – 55%
7 a 10 nanómetros.
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HIDROFOBICA
HIDROFÍLICA
HIDROFÍLICA
LIQUIDO INTRA CELULAR
LIQUIDO EXTRA CELULAR
ACIDO GRASO
FOSFATO
FOSFATO
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El colesterol forma parte de la membrana , le otorga fluidez y genera selectividad!!!
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LAS PARTICULAS HIDROSOLUBLES
NO ATRAVIESAN LA BICAPA LIPIDICA
ION
G
U
LAS PARTICULAS LIPOSOLUBLES
ATRAVIESAN LA BICAPA LIPÍDICA
O2
CO2
Horm
Esteroideas
A MENOS QUE ENCUENTREN CANALES ABIERTOS …….
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PROTEINAS
INTEGRALES
PERIFÉRICAS
GLICOPROTEINAS
FUNCIONES
CANALES
RECEPTORAS
ESTRUCTURAL
TRANSPORTE
ENZIMAS
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PROTEINA INTEGRAL
PROTEINA PERIFÉRICA
GLUCOPROTEINA
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EL GLUCOCALIZ
REPELEN
UNION
RECEPTOR
INMUNIDAD
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LA MEMBRANA CELULAR CUMPLE DIVERSAS FUNCIONES:
SEPARAR EL MEDIO INTRA CEL. DEL EXTRA CEL
2) COMUNICAR EL MEDIO INTRA CON EL EXTRA CELULAR
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LA COMUNICACIÓN DEL MEDIO INTRA CELULAR AL EXTRA CELULAR SE CUMPLE POR LOS MECANISMOS DE TRANSPORTE
LIPOSOLUBLE
ATP
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Mecanismos de transporte
DIFUSION
D. SIMPLE
D. FACILITADA
TRANSPORTE 
ACTIVO
T.A 1º
T.A2º
pasivos
Activos c/ 
Gasto Energ
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GRADIENTES : DIFERENCIAS 
CONCENTRACION
O QUÍMICO
PRESION
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
ELÉCTRICO
Na+
Na+
Na+
Na+
+
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Difusión simple
LIPOSOLUBLE
(OXÍGENO)
HIDROSOLUBLE
 (SODIO)
CANAL 
PROTEICO
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CANALES PROTEICOS 
-
-
-
-
-
-
-
-
Na+
Na+
Na+
Na+
Moléculas pequeñas
No liposolubles
Con carga positiva 
compuertas
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“Las compuertas de los canales pueden ser activadas por moléculas o por diferencia de carga eléctrica”
compuertas
Activadas por 
ligandos
Acivadas por voltaje
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DIFUSION FACILITADA
UTILIZA UNA PROTEINA TRANSPORTADORA
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DIFERENCIAS ENTRE DIFUSION SIMPLE Y FACILITADA
CONCEPTO DE Vmax
La difusión facilitada utiliza transportadores , una vez que estos se saturan la velocidad se detiene: meseta, ésta es la Vmax
Recuerdan?..... Mecanismos de Transporte
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SÍNTESIS Y FUNCIÓN DEL ATP
EL TRANSPORTE ACTIVO …..MUEVE PARTICULAS:
1) CON GASTO DE ENERGIA ( A.T.P )
2) EN CONTRA DE UN GRADIENTE
3) Ej: Na+ - K+ - Ca- H+ - Fe - Cl¯
SINTESIS DE PROTEINAS
TRANSPORTE DE MEMBRANA
CONTRACCION MUSCULAR
FUNCIONES DEL ATP
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TRANSPORTE ACTIVO 1º - BOMBA DE Na+ / K+
“La bomba de Sodio y Potasio saca 3 sodio y mete 2 potasio , regula el volumen celular y es electrogénica” .
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Mecanismos de transporte
DIFUSION
D. SIMPLE
D. FACILITADA
TRANSPORTE 
ACTIVO
T.A 1º
T.A2º
pasivos
Activos c/ 
Gasto Energ
RECUERDAN????
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TRANSPORTE ACTIVO 2º
Capilar 
Tubulo renal
Célula tubular
Na+
Na+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
T.A 2º
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Na+
K+
Na+
G
G
Na+
Transporte activo 2ª
Este sistema utiliza la E. de la Bomba de Na/K para reabsorber sodio y glucosa desde el Tubulo renal al capilar peri tubular
COTRANSPORTE
ORINA
T
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Na+
K+
Na+
H+
H+
H+
H+
Na+
Na+
K+
TRANSPORTE ACTIVO 2º
ESTE SISTEMA UTILIZA EL TRANSPORTE ACTIVO 2º PARA EXPULSAR DEL ORGANISMO LOS HIDROGENIONES Y A LA VEZ, RECUPERAR IONES DE SODIO
H+
CONTRATRANSPORTE
H+
H+
RESUMEN
Estructura de la Membrana
Fosfolípidos – Prot. – Glúcidos
Proteínas de canal – con y sin compuerta.
Regulación por Ligando o voltaje
Funciones de cada componente
Gradientes, tipos.
Mecanismos de Transporte
Difusión. Simple – Facilitada 
Transporte activo: 1º - 2º 
Bomba de Na/K 
fin
POTENCIAL DE ACCIÓN
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TODAS LAS CELULAS POSEEN UNA CÁRGA ELÉCTRICA EN SU INTERIOR
EN LAS CÉLULAS EXCITABLES ES DONDE MEJOR SE MANIFIESTA
-
-
músculo
Sist. nervioso
Iones negativos Clˉ
Proteínas ˉ
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REPOSO
ACTIVIDAD - ACCION
Na+
K+
Cl
Pr
Cargas eléctricas por dentro y fuera de una célula nerviosa
Na+
Pr
Cl
Na+
Na+
El estado de negatividad se comprueba introduciendo un electrodo que registra en milivoltios- durante la activación de la célula su interior se vuelve positivo, la causa de la negatividad interior es la presencia de particulas cargadas electronegativamente (proteínas – cloro)
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Las cargas eléctricas se pueden medir y graficar por medios digitales
Los cambios en la electricidad celular se registran en forma de ondas
Voltímetro 
PPOTENCIAL DE ACCION
Si introducimos un electrodo (medidor de electricidad) por dentro y otro por fuera de la membrana, se registrará la carga de la membrana. La onda grafica las fases del potencial de accion: reposo , despolarizacion y repolarizacion
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La actividad del sist. Nervioso se produce por la transmisión de impulsos nerviosos, (POTENCIALES DE ACCION)
POTENCIAL DE ACCION: CAMBIOS RÁPIDOS EN EL POTENCIAL DE MEMBRANA, QUE SE EXTIENDEN A LO LARGO Y ANCHO DE LA MISMA, Y SE CONDUCEN POR LA FIBRA NERVIOSA.
El Potencia de membrana son los potenciales a uno y otro lado de la membrana y la resultante de ellos , este dato es medible y registrable
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Por qué – 90 mV. (- 86 mV.)?
Potencial de M. generado por K+ (Nernst) -94 mEq.
Potencial de M. generado por Na+ (Nernst) +61 mEq.
Potencial de M. final teniendo en cuenta todos los iones: - 86 Mv.
(GOLDMAN)
K+
K+
-94 mV
+61mV
- 86 mV
La bomba Na+/K+ 
aporta – 4mV = - 90 mV
El potencial de membrana es la diferencia de potencial a ambos lados de la membrana celular que se genera por la presencia de iones no difusibles y condiciones de pasaje de iones a través de la membrana semipermeable.
El potencial de membrana es la diferencia de potencial a ambos lados de la membrana celular que se genera por la presencia de iones no difusibles y condiciones de pasaje de iones a través de la membrana semipermeableSe considera -90 por que: 1) La difusion del potasio de adentro hacia afuera genera una proporcionalidad de cargas negativas en el interior celular,(calculado por Nernst en -94 mV, a esto le sumamos la actividad del sodio que por su gradiente entra sumando positividad , calculado por Nernst da + 61 mV. Aplicando Goldman que toma en cuenta los dos iones la carga eléctrica en 
El interior de la célula seria de - 86 mV, a esto hay que sumarle -4 mV de la bomba de sodio y potasio
reposo da – 8 mV, si a esto la sumamos el papel electrogeno de la bomba de sodio y potasio: da - 99 la bomba de sodio potasio aporta una electronegatividad agregada lo que lleva a una totalidad de -90
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Para 1 ion 
Para varios iones 
Estas ecuaciones se estudiaran en la clase de Biofisica.
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PARA QUE SE PRODUZCA UN POTENCIAL DE ACCIÓN LA CÉLULA DEBE PASAR DEL REPOSOS A LA ACCIÓN !! PARA ELLO SE REQUIERE UNA DINÁMICA IONICA .
CANALES DE FUGA
CANALES ACTIVADOS POR VOLTAJE
BOMBA DE SODIO Y POTASIO
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voltaje
reposo
actividad
Durante el reposo, la compuerta de activación del canal de sodio se encuentracerrada, por q? por que es un canal activado por voltaje y en el momento del reposo el voltaje es -90 mV., cuando sobreviene un cambio de voltaje la compuerta se abre .
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Etapas del potencial de acción
REPOSO
DESPOLARIZACION
SOBREEXCITACION
REPOLARIZACION
HIPERPOLARIZACION
REPOSO
GRAFICO DEL POTENCIAL DE ACCION RELACIONANDO : TIEMPO Y CARGA ELÉCTRICA (mV)
x
y
La posibilidad de registrar cambios eléctricos permitió recrear las etapas del potencial de acción de las células excitables : Reposo – Despolarización – Repolarizacion . La digitalización de los fenómenos eléctricos permite graficar curvas de diagnostico y seguimiento.
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GRAFICA DEL POTENCIAL DE ACCION
reposo
ESTADO DE REPOSO: El Sodio entra por canal de fuga y el potasio sale, los canales activados por voltajes e encuentran cerrados. La bomba de sodio y potasio trabaja manteniendo el interior electronegativo. Por otro lado los canales de Potasio voltaje dep. se encuentran cerrados por la gran negatividad interior.
DESPOLARIZACION: Un estimulo abre canales de sodio, al entrar cargas positivas el voltaje de la M. cambia y este cambio abre canales de sodio voltaje dependiente, ahora las cargas positivas (sodio) entran en gran cantidad, pasamos de un valor negativo (-90)a uno positivo (+35), la compuerta de sodio que se abrió es la de activación , la que da al exterior celular. 10000/seg. Luego de la apertura del canal de sodio se abre el de potasio (pero mas lento) , en estos momentos el voltaje interior es de +35, y ahora: se cierra el canal de inactivación del sodio.
REPOLARIZACION: Al estar cerrado el canal de inactivación de sodio, y abierto el de potasio: La membrana comienza a perder cargas positivas y la electronegatividad se acerca a cero, MIENTRAS : siguen trabajando los canales de fuga y la bomba sodio/potasio., lo que también colabora para mantener electro negatividad interior. Cuando se llega a menos 90 interior, la compuerta del potasio se cierra y estamos, nuevamente, en estado de reposo. 
El gráfico de pot. Acc. Puede ser digitalizado por aparatos y generar ondas visibles en papel o monitores : ECG
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Ondas del Electroencefalograma
O EEG, en papel o monitores.
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POTENCIAL UMBRAL
- 90
O
+30
- 65
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
LEY DEL TODO O NADA
POTENCIAL SUB UMBRAL
POTENCIAL UMBRAL
POTENCIAL SUPRA UMBRAL
Para que se genere un potencial de acción verdadero, la entrada de sodio debe superar a la salida de potasio lo que genera un aumento de cargas positivas que lleva el potencial a cruzar un limite (umbral) en ese momento se abrirán todos los canales de sodio volt. Dep. y el pot. Llegara a valores positivos (despolarización), a este momento se le llama ley del todo o nada.
Cuando la despolarización no logra cruzar el umbral, no se genera ésta ley y se dice que el estímulo fue sub umbral, o q se genero un potencial sub U. o LOCAL !!!
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PROPAGACION DEL POT. ACC.
Una vez que el estimulo produjo la ley del todo o nada, la despolarización se propaga en todas direcciones. 
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Conducción saltatoria – vaina de mielina
CELULA DE SCHWANN
ESFINGOMIELINA
NODULO DE RANVIER
MAYOR VELOCIDAD
POCA CAPACITANCIA
AHORRO DE ENERGIA
c/1 – 3 mm
Las células de schwan son las encargadas de tejer la vaina de mielina, compuesta por la esfingomielina
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PERIODOS REFRACTARIOS
 P.R.A: NO SE GENERAN NUEVOS POTENCIALES DE ACCION A PESAR DE LA INTENSIDAD DEL ESTÍMULO
ABSOLUTO
RELATIVO
P.R.R: SE PRODUCEN POT. DE ACC. SIEMPRE QUE EL ESTÍMULO SEA SUPRAUMBRAL
La amplitud del pot. De acc en el PRR siempre es menor que en un pot de acc común, la causa de la imposibilidad de generar un nuevo potencial de acción es la permanencia de las compuertas de inactivación: cerradas, o la imposibilidad de abrir las de activación.
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PERÍODOS REFRACTARIOS
COMPUERTA DE INACTIVACION CERRADA
Na+
Durante el PRA la compuerta de inactivación para el canal de sodio, permanece cerrada. Pero tampoco se generarán pot de acc si las de activación , no se abren !!! Efecto que consiguen los anestésicos locales: Procaina – Tetracaina.
Por otro lado si el Ca++ aumenta, compite con el sodio y evita la entrada de este a la celula, volviéndola menos excitable!! (factor estabilizante de membrana
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fin
Dr. Ianai Kaen
TIPOS DE CANALES EN LA M. DE CELULAS EXCITABLES:
 FUGA
 ACTIVADOS POR VOLTAJE
ACTIVADOS POR LIGANDO
 BOMBA DE SODIO Y POTASIO
ETAPAS DEL POTENCIAL DE ACCION:
REPOSO
DESPOLARIZACION 
REPOLARIZACION
HIPERPOLARIZACION
 ESTIMULO
CALCULO Y JUSTIFICACION DEL POTENCIAL DE ACCION Y DE REPOSO:
 NERNST
GOLDMAN
UMBRAL
LEY DEL TODO O NADA
PERIODO REFRACTARIO ABSOLUTO
PERIODO REFRACTARIO RELATIVO
CASO CLINICO:
ANESTESICO (PROCAINA )
OTROS POTENCIALES DE ACCION: MESETA.
CONDUCCIÓN
CONTINUA
SALTATORIA 
La Procaina disminuye la entrada de sodio a las células nerviosas por lo que altera tanto la iniciación como la conducción del impulso nervioso.
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