REPORTE 2 IMPULSO NERVIOSO

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
FACULTAD DE ZOOTECNIA
CURSO: FISIOLOGÍA ANIMAL
REPORTE 2:
NEUROFISIOLOGÍA DEL IMPULSO NERVIOSO
EJERCICIO 3 PHYSIOEX 9.1
GRUPO: B
Integrantes:
● Soto Araujo, Ada 20190434
● Tumbalobos Salas, Marisol 20191437
● Vasquez Angulo, Ariana Nicole 20191440
● Vasquez Diaz, Armando Andrés 20191441
2021 - II
LA MOLINA - LIMA - PERÚ
I. INTRODUCCIÓN
El impulso nervioso es mediado por las células neuronales, a continuación nos centraremos
en su composición así como también su fisiología.
La membrana de la neurona posee en su conformación proteínas integrales que actúan
como canales para el paso de iones, esta a su vez separa el medio intracelular del
extracelular los cuales difieren en su composición, pues mientras el medio intracelular
abunda en iones K+ el medio extracelular contiene mayor cantidad de iones Na+ y Cl-. Esto
origina una diferencia de cargas eléctricas que provoca una energía potencial denominada
potencial de membrana la cual es medida en milivoltios (mV). Esta diferencia de cargas en
ambos medios provoca la polarización de la membrana; sin embargo, cuando los canales
presentes se abren el flujo de iones altera el voltaje.
Todo impulso propagado por estas células son resultado de la modificación en el potencial
de la membrana en reposo, este término refiere el momento en el que la célula no está bajo
algún tipo de estimulación mientras que el término potencial de membrana es más general
pues es referida para un estado de reposo o activación.
En el estado de reposo de la membrana existe una polarización, pero cuando disminuye la
diferencia de cargas en ambos medios existe una despolarización aumentando la
probabilidad de generar un potencial de acción o impulso nervioso, es por ello que se le
toma como un estimulante. Por el contrario, cuando las cargas aumentan hay una
hiperpolarización, como se deduce, esto causaría una menor capacidad para generar una
señal.
Cada célula neuronal posee tres regiones específicas: Una receptora, ubicada en las
dendritas, la cual es especializada en la captación de estímulos sensoriales por parte de
proteínas receptoras; una conductora, ubicada en el axón encargada mediante proteínas de
conducir potenciales de acción y la secretora la cual es localizada en los terminales
axònicos conformada por proteínas que empaquetan y liberan a los neurotransmisores.
Las neuronas tienen la capacidad de tener una rápida comunicación debido a la transmisión
sináptica. Esta sinapsis puede ser eléctrica o química y se da entre la neurona presináptica
y la postsináptica. La transmisión eléctrica, puede ser unidireccional o bidireccional y
depende directamente de un flujo de corriente y a un cambio de potencial el cual es menor
en la postsináptica pues gracias a esto se proporciona suficiente corriente que produzca un
potencial de acción postsináptico. Este tipo es menos común que la química, pero mucho
más rápido lo que la convierte en una vía ideal para respuestas defensivas.
Por otro lado, la sinapsis química la cual es solo unidireccional consta de la liberación de
neurotransmisores almacenados en vesículas al espacio sináptico, los cuales serán
acoplados por receptores en la célula postsináptica. El proceso de este tipo de transmisión
empieza con un potencial de acción que despolariza la membrana presináptica lo cual
permite entrada de calcio ocasionando que las vesículas se aproximen a la membrana para
poder liberar su contenido. La sustancia química liberada es captada por los receptores de
la membrana postsináptica. Esto causará que el potencial de la célula postsináptica se
altere. Posterior a esto si la magnitud del potencial es el adecuado se dirigirá hacia el axón
propagando la señal neuronal.
II. EJERCICIO Nº 3
II.1. Actividad 1: El potencial de reposo de la membrana
Objetivos
➔ Definir el potencial de reposo de la membrana
➔ Medir el potencial de reposo de la membrana en diferentes partes de una
neurona
➔ Determinar en qué forma el potencial de reposo de la membrana depende de
las concentraciones de sodio y potasio
➔ Entender las conductancias iónicas/canales iónicos implicados en el
potencial de reposo de la membrana
Resultados
Discusión
➔ Al tratar la célula neuronal en un medio de control, es decir, sin ninguna
alteración en las concentraciones de los iones K+ y Na+ el potencial de la
membrana en reposo se mantiene en el rango “normal” de -60 mV a -90 mV
tanto en el cuerpo como en el axón.
➔ Al aumentar la concentración de potasio en el medio extracelular, esto
ocasiona una gran disminución del grado de negatividad intracelular de -70
mV a -40 mV, esta gran influencia sobre el potencial de membrana se debe a
una mayor permeabilidad para los iones de potasio K+.
➔ Por otro lado, al disminuir la concentración de sodio en el medio extracelular,
el voltaje no tuvo una gran variabilidad pues pasó de -70 mV a -72 mV, esto
se debe a la menor permeabilidad que posee la membrana para los iones de
sodio Na+.
Conclusiones
➔ El potencial de membrana en reposo se mantiene constante tanto en el
cuerpo de la neurona así como en el axón.
➔ La variabilidad en la concentración del potasio tiene mayor influencia sobre el
potencial de membrana gracias a una mayor permeabilidad.
➔ La variabilidad en la concentración de sodio tiene una menor influencia en el
potencial de membrana debido a una menor permeabilidad para sus iones.
II.2. Actividad 2: El potencial receptor
Objetivos
➔ Definir los términos receptor sensitivo, potencial receptor, transducción
sensorial, modalidad de estímulo y despolarización.
➔ Determinar el estímulo adecuado para diferentes receptores sensitivos.
➔ Demostrar que la amplitud del potencial receptor aumenta con la intensidad
del estímulo.
Resultados
Discusión
➔ Para el primer tipo de receptor sensitivo corpúsculo de Pacini, se observa
que solo responde al estímulo de presión con las diferentes intensidades
(baja, media, alta) variando de -60 mV a -30 mV, con una amplitud de
respuesta de 10 mV a 40 mV, permaneciendo constante frente al resto de
estímulos efectuados, su potencial de reposo constante de 70 mV.
➔ Para el siguiente ensayo se tiene al receptor olfativo, el cual sólo muestra
respuesta a un estímulo químico y cuyas respuestas registradas varían entre
-64 mv a -45 mV, y su amplitud de respuesta de 10 mV a 50 mV, el resto de
estímulos registran datos constantes con el potencial de reposo en 70mv.
➔ Para las terminaciones nerviosas libres se tiene que responden únicamente
al estímulo del calor, en sus tres intensidades (baja, moderada y alta) con
picos de respuesta entre -60 mV y -20 mV y con la amplitud de 10 mV a 50
mV. El resto de estímulos es constante y su potencial de 70 mV.
➔ Los ensayos con los 3 diferentes receptores sensitivos responden a un único
estímulo y la amplitud del potencial receptor aumenta con la intensidad que
se proporciona a dicho estímulo, lo que indica que hay un cambio en el
potencial de la membrana, se despolariza.
Conclusiones
➔ El estímulo adecuado para el corpúsculo de Pacini es la presión en todas sus
intensidades, sin embargo, mientras mayor es la intensidad la amplitud del
potencial receptor aumenta.
➔ El receptor olfativo responde al estímulo químico y aumenta su amplitud
potencial con la intensidad.
➔ Las terminaciones nerviosas libres responden al estímulo del calor, y su
amplitud de potencial aumenta de acuerdo a la intensidad de este.
II.3. Actividad 3: El potencial de acción: umbral
Objetivos
➔ Definir los términos de potencial de acción, nervio, cono axónico, zona de
disparo y umbral.
➔ Predecir cómo un aumento extracelular de K+ podría desencadenar un
potencial de acción.
Resultados
Discusión
➔ En la muestra del axón se tuvo que para un estímulo de voltaje de 10 mV no
se registró un potencial de acción en el electrodo R1 y R2, dado que solo se
percibe en el lugar de estimulación (zona terminal de la neurona) y no llega al
cono axónico, pero cuando se incrementa a 20 mV ya se tiene una respuesta
de ambos electrodosy por tanto existe un potencial de acción, y conforme
aumenta el estímulo de voltaje en 10 mV sigue existiendo el mismo registro
por parte de R1 y R2 de 100 µV que es el voltaje extracelular.
➔ Cuando se tiene una respuesta por parte de los electrodos R1 y R2 se
denomina voltaje umbral, que es la primera percepción de que hay un
potencial receptor (el potencial de membrana es máximo).
Conclusiones
➔ Dado que la zona intracelular tiene mayor concentración de K+, este ion se
difundirá a favor de la gradiente, es decir fluye al espacio extracelular a
través de la membrana que abre sus canales, y esta que carga que produce
el K+ será registrada por los electrodos R1 y R2 que indicarán si hay un
posible potencial receptor.
II.4. Actividad 4: Importancia de los canales de Na+ dependientes de voltaje
Objetivos
➔ Definir el término canal dependiente de voltaje
➔ Describir el efecto de la tetrodotoxina sobre el canal Na+ dependiente de
voltaje
➔ Describir el efecto de la lidocaína sobre el canal de Na+ dependiente de
voltaje
➔ Examinar los efectos de la tetrodotoxina y la lidocaína sobre el potencial de
acción.
➔ Pronosticar el efecto de la lidocaína sobre la percepción del dolor y predecir
el lugar de acción en las neuronas sensitivas (nociceptores) del dolor.
Resultados
Discusión
➔ Cuando la membrana recibe un estímulo que provoca que se despolarice se
abren los canales Na+ permitiendo el paso al espacio intracelular, es por ello
que se denominan canales dependientes de voltaje.
➔ En el grupo control los electrodos R1 y R2 responden al estímulo de 30 mV y
con esto el potencial de acción llega a 100 µV en los distintos tiempos 2, 4, 6,
8 y 10 s.
➔ Al añadir tetrodotoxina a la muestra de axón se observa que afecta a partir
de los 6 s a R2, es decir bloquea los receptores. El electrodo R1 responde al
estímulo de voltaje de 30mV, y se sigue detectando conforme pasan los
tiempos mostrados.
➔ La lidocaína tiene un efecto similar a la tetrodotoxina, afecta las respuestas
que llegan a R2, pero no influye en R1 pues aún mantiene su respuesta al
estímulo de 30 mV, sin embargo, a diferencia del primer fármaco, este inhibe
la función del estímulo a partir de los 8 s.
Conclusiones
➔ La tetrodotoxina y la lidocaína bloquean los canales Na+ que son
dependientes del voltaje, esto genera que los iones no atraviesen al espacio
intracelular a través de la membrana, en el caso del primer compuesto su
efecto contra este canal es irreversible y no llega a un potencial de acción, la
lidocaína tiene un efecto similar, pero según su concentración es que puede
variar en tiempo.
➔ La lidocaína es una sustancia del tipo anestésica, inhibe la transmisión de los
impulsos nerviosos actuando sobre la membrana del axón de los
nociceptores y así crear una barrera frente a la sensación de dolor.
II.5. Actividad 5
Objetivos
➔ Definir inactivación cuando se aplica a un canal de sodio dependiente de
voltaje.
➔ Definir período refractario absoluto y período refractario relativo de un
potencial de acción.
➔ Definir la relación entre la frecuencia de estimulación y la generación de los
potenciales de acción.
Resultados
Discusión
➔ A 60 msec se puede observar que la intensidad de voltaje 25 mV no genera
un segundo potencial de acción, mientras que si lo hace a 30 mV lo que
indica que a cierto periodo de tiempo el voltaje ya sería el suficiente y tendría
influencia para generar un periodo refractario relativo.
➔ A 30 msec de intervalo entre estímulos se observa que no se genera el
segundo potencial de acción con 30 mV, sin embargo, si este aumenta a 45
mv el resultado es contrario, pues a una mayor intensidad se requiere menor
tiempo mientras que a una menor mayor tiempo pues esto está directamente
relacionado con la apertura de los canales iónicos.
➔ Independientemente de la intensidad del voltaje a unos 60 mV, a un mínimo
periodo de tiempo de 3.75msec la neurona no es capaz de producir un
segundo potencial de acción a esta intensidad de estímulo generando un
periodo refractario absoluto.
Conclusiones
➔ En un mayor intervalo entre estímulos y una baja intensidad de voltaje, la
neurona no logra disparar un segundo potencial de acción, así como también
a una elevada intensidad de estímulo en un corto periodo de tiempo se
lograra un periodo refractario absoluto.
➔ En un menor periodo de tiempo entre estímulos, independiente a la
intensidad de voltaje el segundo potencial de acción no se generará debido a
que no se abrirán los canales iónicos suficientes para este.
II.6. Actividad 6 : Codificación de la intensidad del estímulo
Objetivos
➔ Observar la respuesta de los axones a períodos más largos de estimulación.
➔ Examinar la relación entre la intensidad del estímulo y la frecuencia de los
potenciales de acción.
Resultados
Discusión
➔ En la estimulación con 20 mV y con una duración de 500 milisegundos se
observó que entre los potenciales de acción hubo un intervalo de 100
milisegundos o 0.01 Hz.
➔ En la estimulación con 30 mV e igual duración de 500 milisegundos, se
observó que los intervalos de tiempo entre los potenciales de acción
disminuyeron a 60 milisegundos o aumento 0.017 Hz.
➔ Con la estimulación de 45 mV y con la misma duración de 500 milisegundos se
siguió observando el aumento de los intervalos de tiempo entre los potenciales
de acción, aquí fue 30 milisegundos o 0.033 Hz.
➔ Esto se debe al periodo refractario relativo, ya que al aumentar los voltios de
estímulos se disminuye el tiempo de un nuevo potencial de acción.
Conclusiones
➔ Con el aumento de mV de la estimulación disminuye los intervalos de tiempo
entre los potenciales de acción o aumenta la frecuencia del potencial de
acción.
II.7. Actividad 7: El potencial de acción: velocidad de conducción
Objetivos
➔ Definir y medir la velocidad de conducción de un potencial de acción.
➔ Examinar el efecto de la mielinización sobre la velocidad de conducción.
➔ Examinar el efecto del diámetro del axón sobre la velocidad de conducción.
Resultados
Discusión
➔ Cómo se logra ver en los resultados donde se compara la velocidad de
conducción en los axones, que en este caso se tiene tres tipos de axones; un
axón con un diámetro grande, densamente mielinizado, un axón con un
diámetro medio, ligeramente mielinizado y una fibra fina, sin mielina. con un
voltaje similar de 30 mV.
➔ El axón con una mielinización grande, que va desde el electro R1 hasta R2
con una distancia de 0.1 metros, se logra hacer en 0.002. logrando así una
velocidad de 50 m/s.
➔ El axón con una ligera mielinización; que desde el electro R1 hasta R2 con
una distancia de 0.1 metros, se logra hacer en 0.01. logrando hacerlo a una
velocidad de 10 m/s.
➔ El axón con ninguna mielinización; que desde el electro R1 hasta R2 con una
distancia de 0.1 metros, se logra hacer en 0.1. logrando así una velocidad de
1 m/s.
Conclusiones
➔ Se examinó el efecto de la mielinización sobre la velocidad de conducción.
➔ Se examinó el efecto del diámetro del axón sobre la velocidad de
conducción.
➔ Se nota claramente que a tener mayor mielinización la velocidad de
conducción será más rápida
➔ Se definió y se logró medir la velocidad de conducción de un potencial de
acción.
II.8. Actividad 8: Transmisión sináptica química y liberación de
neurotransmisor
Objetivos
➔ Definir neurotransmisores, sinapsis química, vesícula sináptica y potencial
postsináptico.
➔ Determinar el papel de los iones calcio en la liberación de neurotransmisores.
Resultados
Discusión
➔ El potencial de acción desencadena la despolarización debido a que por la
membrana se ingresa calcio, en el experimento se pudo notar la diferencia
en su presencia o ausencia de iones.
➔ El control calcio nos hace ver que a una baja intensidad de potenciales de
acción se ve una baja presencia de neurotransmisores, por lo contrario al
tener una intensidad elevada se puede tener una alta presencia de
neurotransmisores que se puede detectar gracias a los potenciales
postsináptico o cambio de potencial de membrana. Sin calciose puede notar
que no hay presencia de neurotransmisores tanto en baja y alta intensidad de
estimulación a la neurona.
➔ Con la presencia de magnesio, nos hace ver que a una muy baja intensidad
de potenciales de acción se ve una baja presencia de neurotransmisores, por
lo contrario al tener una intensidad elevada se puede tener una baja
presencia de neurotransmisores.
Conclusiones
➔ Se concluye que los papeles de los iones calcio en la liberación de
neurotransmisores, donde se concluye que la liberación de
neurotransmisores es dependiente del calcio.
II.9. Actividad 9: El potencial de acción: todo en conjunto
Objetivos
➔ Identificar las áreas funcionales (por ejemplo, la terminación sensitiva, el
axón y la membrana postsináptica) en un circuito de dos neuronas.
➔ Predecir y probar las respuestas de cada área funcional a un estímulo
subumbral muy débil.
➔ Predecir y probar las respuestas de cada área funcional a un estímulo
moderado.
➔ Predecir y probar las respuestas de cada área funcional a un estímulo
intenso.
Resultados
Discusión
➔ Las neuronas sensitivas responden a estímulos adecuados que tienen que
ser lo suficientemente adecuados como para alcanzar el umbral. y estas a su
vez se comunican con interneuronas, las interneuronas se comunican con
neuronas motoras que estimulan los músculos y las glándulas a través de
sinapsis química.
➔ al aplicarse una débil estimulacion, llegando al potencial de membrana de la
neurona sensitiva a -60 mV prácticamente no ocurre nada
➔ Al aplicar una estimulación moderada, llegando al potencial de membrana de
la neurona sensitiva a -40 mV se llega a ver una frecuencia de potenciales de
acción de 16.6 Hz, donde se llegaron a liberar vesículas en el terminal
axónico una cantidad de 4, en la interneurona el potencial de membrana
varía a -50 con una frecuencia de potenciales de acción de 5 Hz.
➔ Al aplicarse una estimulación fuerte, llegando al potencial de membrana de la
neurona sensitiva a -25 mV se llega a ver una frecuencia de potenciales de
acción de 33.3 Hz, donde se llegaron a liberar vesículas en el terminal
axónico una cantidad de 6, en la interneurona el potencial de membrana
varía a -40 con una frecuencia de potenciales de acción de 10 Hz.
➔ Al no haber ninguna estimulación no ocurre prácticamente nada
Conclusiones
➔ Cada uno (R1, R2, R3, R4) señalaba un área, siendo así que R1 señalaba la
terminación sensitiva, R2 un segmento de los axones, R3 la parte receptora
de la membrana postsináptica (donde se unen los neurotransmisores) y R4 la
interneurona.
➔ Se probó las respuestas de cada área funcional a un estímulo subumbral
muy débil.
➔ Se verificó que las respuestas de cada área funcional a un estímulo
moderado.
➔ Se verificó las respuestas de cada área funcional a un estímulo intenso.
➔ Se concluye que para que haya una comunicación con una neurona motora,
para hacer diferentes reacciones, se necesitan estímulos moderados fuertes,
capaces de cambiar el potencial de membrana de la neurona y la
interneurona.