02 Aula Potenciales de Membrana y Potenciales de Accion

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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL ESTE
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
CATEDRA DE FISIOLOGIA 
2018
POTENCIALES DE MEMBRANA Y POTENCIALES DE ACCION
1
POTENCIALES DE MEMBRANA
Voltaje que se genera a un lado y otro de la membrana
Prácticamente en todas las células del cuerpo.
Celulas nerviosas y musculares son capaces de generar impulsos electroquimicos  transmisión de señales.
POTENCIALES DE MEMBRANA
Se produce por diferencia de concentración iónica a los lados de la membrana.
Gran concentración de K dentro de la membrana con tendencia a la salida al exterior. Pero lo hace solo hasta que se alcance el POTENCIAL DE DIFUSION (aprox 94 mV con negatividad en el interior).
Gran concentración de Na por fuera de la membrana con tendencia a la entrada al interior de la célula. La entrada se produce pero solo hasta que alcance le POTENCIAL DE DIFUSION (aprox 61 mV con positividad en el interior).
La diferencia entre ambos produce el Potencial de membrana.
POTENCIAL DE NERNST
Nivel de potencial de difusión que se opone exactamente a la difusión neta de un ion particular a través de la membrana.
Cuanto mayor el cociente de concentración a uno y otro lado de la membrana, mayor es la tendencia del ion a difundir en una dirección, y por lo tanto mayor será el potencial de Nernst necesario para impedir la difusión neta adicional.
POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO DE LOS NERVIOS
Bomba Na-k: bombeo de 3 Na a extracel y 2 K a intracel (electrogena: se bombean más cargas positivas al exterior).
Genera un potencial negativo dentro de la célula.
También genera grandes gradientes de concentración para Na y K.
Canal de fuga de K y Na: con mayor permeabilidad al K.
ORIGEN DEL POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO NORMAL
-90 mV (interior de la fibra).
Potencial de difusión del K: -94 mV.
Potencial de difusion del Na: +61 mV.
Potencial del K contribuye mucho más que el Na al potencial de membrana porque es más permeable. 
Por lo tanto según ecuación de Goldman: -86 mV.
Bomba Na-k: bombea más carga + al exterior (3 Na) que al interior (2 k). -4 mV adicionales al potencial de membrana
POTENCIAL DE ACCION NERVIOSO
Cambios rápidos del potencial de membrana que se extienden rápidamente a lo largo de la membrana de la fibra nerviosa.
Comienza con un cambio subito de potencial de membrana negativo hasta positivo para luego volver al potencial negativo inicial de reposo.
FASES DEL POTENCIAL DE ACCION
Fase de reposo: membrana polarizada. PM -90 mV.
Fase de despolarizacion: aumento de la permeabilidad de la membrana al sodio. El PM es neutralizado rapidamente y aumenta en dirección positiva. Puede haber sobreexcitacion o no.
Fase de repolarizacion: se cierran canales de Na y se abren canales de K. se restablece el PM en reposo negativo normal.
FASES DEL POTENCIAL DE ACCION
CANALES DE Na Y K ACTIVADOS POR EL VOLTAJE
Factor necesario en la producción de la despolarización y la repolarización:
Canal de Na activado por voltaje
Canal de K activado por voltaje
CANAL DE Na ACTIVADO POR VOLTAJE
CANALES DE K ACTIVADOS POR EL VOLTAJE
RESUMEN DE LOS FENOMENOS QUE CAUSAN EL POTENCIAL DE ACCION
Reposo: conductancia del K > Na (canales de fuga)
Inicio del PA: activación de canales de Na activados por voltaje 
Inactivación de los canales de Na y activacion de canales de k.
Final del PA y retorno del PM en reposo.
FUNCIONES DE OTROS IONES DURANTE EL POTENCIAL DE ACCION
Aniones no difusibles dentro del axón: 
Moléculas proteicas.
Compuestos de fosfato inorgánico.
Compuestos de sulfato.
Responsables de la carga negativa cuando hay déficit neto de K con carga positiva
FUNCIONES DE OTROS IONES DURANTE EL POTENCIAL DE ACCION
Calcio: coopera con al Na o actúa en su lugar para producir el potencial de acción.
Casi todas las células  bomba de Ca. Bombea desde el intracel a extracel.
Canales lentos de Ca activados por voltaje: también son permeables a los iones Na.
Abundantes en musculo liso y cardiaco.
Cuando hay déficit de Ca extracel, aumenta la permeabiliad a Na, la fibra nerviosa se hace muy excitable, y descarga de manera repetitiva, en lugar de permanecer en reposo.
INICIO DEL POTENCIAL DE ACCION
Debe haber una alteración en la membrana de la fibra nerviosa (elevación del PM desde -90 mV hacia 0).
Apertura de muchos canales de Na activados por voltaje.
Circulo vicioso de retroalimentación positiva.
Finalización del potencial de acción por cierre de canales de Na y apertura de canales de K.
UMBRAL PARA INICIO DEL POTENCIAL DE ACCION
Aumento desde -90 mV hasta aproximadamente -65 mV.
Esto produce una aparición explosiva del PA.
RESTABLECIMIENTO DE LOS GRADIENTES IÓNICOS DE Na Y K TRAS COMPLETARSE LOS PA
Por acción de la bomba Na-K
Se pueden transmitir entre 100 mil y 50 millones de impulsos antes que las diferencias de concentración alcancen el punto donde se interrumpa la conducción del PA.
MESETA EN ALGUNOS POTENCIALES DE ACCION
Meseta: cuando un PA se mantiene despolarizado por mayor tiempo a lo normal antes que se produzca la repolarización.
Fibras musculares cardiacas
MESETA EN ALGUNOS POTENCIALES DE ACCION
MESETA EN ALGUNOS POTENCIALES DE ACCION
Apertura de canales rápidos de Na.
Apertura de canales lentos de Ca-Na
Apertura de canales K después de la meseta.