Potencial de acción

Vista previa del material en texto

Potencial de acciónPotencial de acción
SEMANA 2 - CAPÍTULO 5 GUYTON
OBJETIVO
¿Cómo pasan los iones?
Pasan a través de canales que están en la
membrana.
Distinguir los sucesos fisiológicos que originan cada
una de las fases del potencial de acción nervioso.
EJEMPLO
Una quemadura genera un reflejo de retirada que
ocasiona que tan pronto como se sienta el calor o
la temperatura en la mano se envíe una señal hasta
la médula (muy rápido) y como respuesta se envíe
otra señal al músculo para retirar el brazo.
Esas señales eléctricas son las que se conocen
conocen como potencial de acción
GENERALIDADES
Membrana celular
Todas las células tienen una membrana que las
separa del medio interno, está se forma por
sustancias (impiden el paso de moléculas).
Sustancias polares
Tienen carga neta
Se relacionan entre ellas y con el agua
Son hidrosolubles e hidrofílicas, ósea
lipofóbicas
Sustancias no polares
No tienen carga neta
No tienen afinidad por el agua
Atraviesas la membrana sin problema
Son liposolubles e hidrofóbicas
Ejemplos:
 - Alcohol
 - Vitaminas
 - Hormonas esteroideas
La polaridad define la solubilidad.
NOTA
TRANSPORTE DE SUSTANCIAS
Transporte pasivo
Difusión simple y difusión facilitada por canales.
Difusión simple
Difunde libremente de un lugar de mayor
concentración a uno de menor concentración.
Solo sustancias no polares.
Difusión facilitada
Las moléculas difunden proteínas de membrana
que son canales o poros.
Solo sustancias polares.
Poros/Canales de K+
Están en las membranas de la neurona:
Canales de permeabilidad selectiva:
 - Voltaje dependientes de Na+
 - Voltaje dependientes de K+
CANALES IÓNICOS
Canal de fuga K+
Los canales siempre abiertos son poros.
Voltaje dependientes
Se abren por un cambio en la membrana.
Voltaje dependiente de potasio
Una sola compuerta.
- Reposo: cerrado (-90 mV)
- Abierto: neurona estimulada (+35 a -90 mV)
Los canales de potasio se abren lento.
Voltaje dependiente de sodio
Dos compuertas.
- Reposo: cerrado (compuerta de activación -90mV)
- Activado: abierto (+35 a -90 mV)
- Inactivado: cerrado (momento después del 
 cambio de voltaje de la membrana)
Los canales de potasio se abren rápido.
LA NEURONA
Citoplasma
Núcleo
Dendritas
Botón
sináptico
Arborización
terminal
Terminal
axónico
Núcleo de
Schwann
Célula de
Schwann
Vaina de
mielina
Cono
axónico
Nódulo de
ranvier
Axoplasma: medio citoplasmático
Axolema: membrana
Nebulema: lugar diferente a la membrana
Neuritas: proyección del soma
Zona de disparo (Cono axonal): comienzan las
terminaciones nerviosas
Mielina: capa de grasa
Terminales axonales con botón sináptico
 - Cortas: dendritas
 - Largas: axón
POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO
En el organismo organismo el sodio y el potasio
difunden al tiempo, no por separado.
El sodio es no es muy permeable en la membrana,
el potasio sí lo es, por lo tanto la membrana celular
en reposo tendrá un potencial similar a cuando solo
difunde K+.
El potencial de membrana es la diferencia de
potencial que se establece entre ambos lados de
una membrana cuando la célula está en reposo.
Se determina por:
Permeabilidad del potasio
Bomba de sodio potasio
Aniones (-) indifusibles
Membrana en reposo
Es negativa por dentro (-90 mV) y positiva por
fuera 
No es permeable al sodio
Canales de fuga de K+ : -86mV
Bomba de sodio y potasio: -4mV
NOTA
Cargas que tienen la membrana en su polo
interior y su polo exterior
Producido por la diferencia de concentración
iónica entre los dos lados de la membrana
Otra definición
POTENCIAL DE ACCIÓN
Es un cambio rápido en el potencial de membrana
que se extiende rápidamente a lo largo de la
membrana de la fibra nerviosa.
De - pasa a + por dentro de la célula.
Fases
1. Reposo
2. Despolarización
3. Repolarización
4. Sobreexcitación
Reposo
Membrana en reposo -90mV.
Despolarización
Potencial local (graduado)
Umbral:
- Aumento súbito del potencial de membrana: 15-
30mV
- Se abren más canales de sodio para que el que
entre sea mayor al potasio. 
Número de iones de Na+ entrando > Número de
iones de K+ saliendo
Aumenta la permeabilidad al sodio (5000v)
Entrada masiva y rápida de Na+
Se positiviza el potencial de acción: +35mV
Repolarización
Pico: cesa entrada de Na+ y sale K+.
Sale K+ por los canales voltaje dependientes
de y los de fuga
El potencial de membrana se negativiza:
-90mV
Hiperpolarización
Se hace más negativo que el reposo.
Despolarización
 
- Canal de sodio se abre
- Más positivo
Repolarización
 
- Canal de sodio se inactiva
- Canal de K+ se abre
Reposo
 
- Canal de K+ se cierra
- Canal de Na+ se cierra
- Se activa la bomba
PRINCIPIO DE TODO O NADA
Parecido a cuando se dispara con un arma.
Si el potencial de despolarización es subumbral no
abre suficientemente los canales de Na+
voltajedependientes y el potencial de acción no se
produce.
Cuando el potencial de acción supera los -65mV
para que desencadene la reacción (umbral de
estimulación).
¿Cuándo se da?
Potencial local (específico)
Potencial graduado o subumbral
¿Cómo se llaman las despolarizaciones que no
alcanzan el umbral?
REESTABLECIMIENTO DE LOS GRADIENTES
IÓNICOS (𝛻s)
Transporte activo - Bomba sodio y potasio
Es quién se encarga de establecer el estado de
reposo por medio de transporte activo. Crea,
aumenta, mantiene y regula el gradiente
electroquímico.
¿De que otra manera se puede cambiar el potencial
de membrana?
Se debe repolarizar (volver al reposo) y este se
puede volver más negativo osea hiperpolarizar.
¿Qué genera la hiperpolarización?
La apertura de canal voltajedependientes de K
La apertura de canales ligandodependientes
de K en reposo
La apertura de los canales de cloro.
PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN
La señal eléctrica se desvanece a medida que
avanza (conducción electrónica - CE) hasta
desaparecer luego de 2-3 mm.
CE: determinada por la constante de tiempo y la
constante de longitud. 
Cuando se propaga la señal eléctrica de un
potencial de acción en una región del axón en
donde no hay canales próximos, la señal se pierde.
CONDUCCIÓN ELÉCTRONICA Y REGENERACIÓN
DEL POTENCIAL DE ACCIÓN
Los canales de sodio y potasio regeneran el
potencial de acción constantemente.
El PA que inicia en el cono axonal no es el mismo
que el que llega a la terminal axonal, cada uno
produce (regenera) uno nueva (idéntico) en la
membrana próxima múltiples veces hasta alcanzar
la señal eléctrica.
Reacción en cadena de PAs
 
Ningún PA tiene la energía para propagarse por CE
hasta el final, solo aporta la energía suficiente para
producir un nuevo potencial sucesivo, para esto se
requieren canales a lo largo de la membrana, de lo
contrario habrán enfermedades neurodegenerativas.
FIBRAS NERVIOSAS
Amielínicas
Los axones de estas fibras tienen in diámetro
reducido y están englobadas por células Schwann,
no tienen mielina.
La conducción del impulso nervioso es continuo y la
velocidad de conducción varía desde 0.25 m/seg a
-100 m/sg.
A mayor diámetro = Menor resistencia interna 
CE del sodio = Mayor velocidad y longitud 
Las señales nerviosas viajan a 0.5 a 2.0 m/s en
fibras pequeñas amielínicas (2 a 4 μm de
diámetro) y a 3 a 15 m/s en fibras mielínicas del
mismo tamaño. En fibras mielínicas grandes (hasta
20 μm de diámetro), llegan a alcanzar 120 m/s.
Mielínicas
Conducción: necesitamos en todo momento que
hayan canales de conducción continua.
La señal viaja en un solo sentido.
En el sistema nervioso periférico: células de
Schwann.
En el sistema nervioso central: oligodendrocitos.
Capas de grasa, hay segmentos de axón que no
quedan mielinizados. 
La mielina envuelve al axón y no permite que hayan
canales.
Conducción: saltatoria, ya que la mielina actúa como
un aislante impidiendo el intercambio de iones a
través de la membrana y solo los nódulos de
Ranvier pueden despolarizarse.
Por tanto el PA salta de un nódulo a otro dando
más velocidad y gastando menos energía.
DIAMETRO DEL AXÓN
NERVIOS PERIFÉRICOS
Los mixtos pueden conducir señales aferentesy
eferentes simultáneamente sin interferencia. 
CARACTERÍSTICAS FASE DE DESPOLARIZACIÓN
Entrada masiva de iones de K+
Salida de iones de Na+
Entrada de iones de Na+
Activación del canal voltaje-dependiente de K+
CORRELACIÓN CLÍNICA
Un paciente refiere no sentir dolor de sensibilidad
dental al tomar bebidas frías pero sí, al tomar
bebidas heladas, ¿Como se explica la sintomatología
del paciente a partir del principio visto
anteriormente? Contemple solo la sensación
dolorosa no la sensación de temperatura. 
El primer estímulo es de frío, el subumbral no
alcanza el potencial de acción, mientras que las
bebidas heladas si alcanzan el umbral y activan el
potencial de acción.
Casi cualquier temperatura genera PA, las neuronas
termorreceptoras tienen un umbral muy bajo
(responden a todas las temperaturas), mientras que
las neuronas del dolor tienen un umbral más alto y
no se activan con cualquier cosa.