resumo de fisiologia- Potenciales de membrana y pontenciales de acción

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Potenciales de membrana y pontenciales de acción
• Hay potenciales eléctricos a través de la 
membrana de todas las células del cuerpo 
• Algunas células como las nerviosas y las 
musculares son capaces de generar impulsos 
electroquímicos rápidamente cambiantes en 
sus membranas y estos impulsos se utilizan 
para transmitir señales s través de la 
membrana de los nervios y de los músculos 
Física básica de los 
potenciales de 
membrana: 
• POTENCIAL DE DIFUSIÓN producido por
diferencia de concentración iónica a los lados 
de la membrana 
• En los casos de las bombas de sodio y potasio 
la concentración de potasio es grande dentro 
de la membrana de una fibra nerviosa pero 
muy baja fuera de la misma. Debido a esto 
hay una intensa tendencia a que cantidades 
adicionales de iones potasio difundan hacia 
afuera a través de la membrana a medida 
que esto ocurre transportan cargas positivas 
hacia el exterior generando de esta manera 
electropositividad fuera de la membrana y 
electronegativida en su interior debido a los 
iones que no se pueden difundir con el 
potasio 
Potenciales de membrana y pontenciales de acción
Hay potenciales eléctricos a través de la 
membrana de todas las células del cuerpo 
Algunas células como las nerviosas y las 
musculares son capaces de generar impulsos 
electroquímicos rápidamente cambiantes en 
sus membranas y estos impulsos se utilizan 
para transmitir señales s través de la 
membrana de los nervios y de los músculos 
 
Física básica de los 
POTENCIAL DE DIFUSIÓN producido por una 
diferencia de concentración iónica a los lados 
En los casos de las bombas de sodio y potasio 
la concentración de potasio es grande dentro 
de la membrana de una fibra nerviosa pero 
muy baja fuera de la misma. Debido a esto 
intensa tendencia a que cantidades 
adicionales de iones potasio difundan hacia 
afuera a través de la membrana a medida 
que esto ocurre transportan cargas positivas 
hacia el exterior generando de esta manera 
electropositividad fuera de la membrana y 
debido a los 
iones que no se pueden difundir con el 
Relación de potencial de 
difusión con la 
diferencia de 
concentración potencial 
de nernst: 
• El nivel de potencial de difusión a través de la 
membrana que se o
difusión neta de un ion particular a través de 
la membrana se denomina potencial de 
nernst 
• La magnitud de este potencial de nernst 
viene determinada por el cociente de la 
concentraciones de ese ion específico en los 
dos lados de la membrana. Cuanto mayor sea 
este cociente, mayor será la tendencia del ion 
a difundir en una dirección 
• FEM(milivoltios) =(+)(
Inte. 
Potenciales de membrana y pontenciales de acción 
 
Relación de potencial de 
difusión con la 
diferencia de 
concentración potencial 
El nivel de potencial de difusión a través de la 
membrana que se opone externamente a la 
difusión neta de un ion particular a través de 
la membrana se denomina potencial de 
La magnitud de este potencial de nernst 
viene determinada por el cociente de la 
concentraciones de ese ion específico en los 
de la membrana. Cuanto mayor sea 
este cociente, mayor será la tendencia del ion 
a difundir en una dirección 
FEM(milivoltios) =(+)(-)(log)con. Ext./ con. 
Calculo del potencial de 
difusión cuando la 
membrana es permeable 
a variosiones: 
• Cuando una membrana es permeable a varios 
iones diferentes, el poptencial de difusión 
que se genera depende de tres factores: 
polaridad de la carga eléctrica de cada uno de 
los iones, la permeabilidad de la membrana 
(P), la concentración (C) de los respectivos
iones en el interior (I) y en el exterior (E) de la 
membrana 
• La ecuación se denomina ecuación de 
goldman, da el potencial de membrana 
calculado en el interior de la membrana 
cuando participan iones positivos 
Medición del potencial 
de membrana: 
• La pipeta se inserta se inserta en la 
membrana celular hasta el interior de la 
célula después se coloca otro electrodo 
denominado electrodo indiferent4e en el 
liquido extrecelular y se mide la diferencia de 
potencial entre el interior y el exterior
fibra utilizando un voltimetro adecuado 
 
Calculo del potencial de 
difusión cuando la 
membrana es permeable 
na membrana es permeable a varios 
iones diferentes, el poptencial de difusión 
que se genera depende de tres factores: 
polaridad de la carga eléctrica de cada uno de 
los iones, la permeabilidad de la membrana 
(P), la concentración (C) de los respectivos 
iones en el interior (I) y en el exterior (E) de la 
La ecuación se denomina ecuación de 
goldman, da el potencial de membrana 
calculado en el interior de la membrana 
cuando participan iones positivos 
Medición del potencial 
La pipeta se inserta se inserta en la 
membrana celular hasta el interior de la 
célula después se coloca otro electrodo 
denominado electrodo indiferent4e en el 
liquido extrecelular y se mide la diferencia de 
potencial entre el interior y el exterior de la 
fibra utilizando un voltimetro adecuado 
Potencial de membrana 
en roposo de los 
nervios: 
• 
membrana en reposo de lasa fibras nerviosas 
grandes cuando no transmiten señales 
nerviosas en de aprox. 
que el exterior de la misma 
Bomba de sódio y 
potasio: 
• La bomba de sodio y potasio también genera 
gradientes de concentración para el sodio y 
el potasio a través de la membrana nerviosa 
en reposo 
• Na+ (exterior): 142mEq/1 
• Na+ (interior): 14mEq/1 
• K+ (exterior): 4mEq/1 
• K+ (interior): 140mEq/1 
 
Potencial de membrana 
en roposo de los 
 El potencial de 
membrana en reposo de lasa fibras nerviosas 
grandes cuando no transmiten señales 
nerviosas en de aprox. - 90mV mas negativa 
or de la misma 
 
Bomba de sódio y 
La bomba de sodio y potasio también genera 
gradientes de concentración para el sodio y 
el potasio a través de la membrana nerviosa 
Na+ (exterior): 142mEq/1 
Na+ (interior): 14mEq/1 
4mEq/1 
K+ (interior): 140mEq/1 
Potencial de acción 
nervioso 
Potenciales de acción: cambios rápidos del potencial 
de membrana que se extienden rápidamente a lo 
largo de la membrana de la fibra nerviosa. 
Cada potencial de acción comienza: con un
desde el potencial negativo en reposo normal hasta 
un potencial positivo. 
Termina: con un cambio casi igual de rápido de 
nuevo hacia el potencial negativo. 
Fases del potencial de 
acción: 
 
Potencial de acción 
Potenciales de acción: cambios rápidos del potencial 
de membrana que se extienden rápidamente a lo 
largo de la membrana de la fibra nerviosa. 
Cada potencial de acción comienza: con un cambio 
desde el potencial negativo en reposo normal hasta 
Termina: con un cambio casi igual de rápido de 
 
Fases del potencial de 
Reposo: antes del comienzo del potencial de acción
Membrana polarizada (potencial de membrana 
negativo -90mV). 
Despolarización: membrana muy permeable a los 
iones de Na. Estado polarizado normal se neutraliza 
por la entrada de Na, potencial aumenta positivo 
(despolarización) 
Repolarización: canales de Na comienzan a cerrarse y 
canales de K se abren más de lo normal. Iones de K al 
interior y eso restablece potencial de membrana 
negativo (normal) 
Activación e inactivación 
del canal: 
Este canal tiene dos compuertas, una cerca del 
exterior o compuerta de activación y otra cerca del 
interior o compuerta de inactivación.
Potencial de membrana normal= compuerta 
activación cerrada. Impidiendo entrada de iones de 
Na 
Activación del canal: potencial de la membrana es 
menos negativo. Aumentando de 
alcanza el voltaje necesario para la activación de la 
Reposo: antes del comienzo del potencial de acción. 
Membrana polarizada (potencial de membrana 
Despolarización:membrana muy permeable a los 
iones de Na. Estado polarizado normal se neutraliza 
por la entrada de Na, potencial aumenta positivo 
nales de Na comienzan a cerrarse y 
canales de K se abren más de lo normal. Iones de K al 
interior y eso restablece potencial de membrana 
 
Activación e inactivación 
Este canal tiene dos compuertas, una cerca del 
r o compuerta de activación y otra cerca del 
interior o compuerta de inactivación. 
Potencial de membrana normal= compuerta 
Impidiendo entrada de iones de 
 
potencial de la membrana es 
entando de -90mV hacia 0 
alcanza el voltaje necesario para la activación de la 
compuerta (estado activado). Iones de Na pueden 
atravesar el canal. Aumenta permeabilidad (500 a 
5000). 
Inactivación del canal: mismo aumento de voltaje la 
cierra. Proceso un poco más lento. El canal abierto se 
encuentra abierto una diezmilésima de segundo y 
después de esto se cierra. Iones de Na ya no pueden 
pasar. Repolarización. No se vuelve a abrir sino hasta 
que se repolarice la fibra nerviosa. 
Canal de potasio 
activado por voltaje:
Estado de reposo: compuerta del canal de K está 
cerrada. 
Cuando el potencial de membrana aumenta, la 
compuerta se abre y permite el aumento de difusión 
de K hacia fuera a través del canal. 
Se abren al mismo tiempo que están comenzando a 
cerrarse los canales de Na por su inactivación. 
Disminye la entrada de Na a la célula y aumenta la 
salida de K, lo que acelera la repolarización. 
Método de investigación 
para medir el efecto del 
voltaje sobre la 
apertura y cierre de los 
canales activados por 
compuerta (estado activado). Iones de Na pueden 
atravesar el canal. Aumenta permeabilidad (500 a 
mismo aumento de voltaje la 
Proceso un poco más lento. El canal abierto se 
encuentra abierto una diezmilésima de segundo y 
después de esto se cierra. Iones de Na ya no pueden 
pasar. Repolarización. No se vuelve a abrir sino hasta 
activado por voltaje: 
Estado de reposo: compuerta del canal de K está 
Cuando el potencial de membrana aumenta, la 
compuerta se abre y permite el aumento de difusión 
po que están comenzando a 
cerrarse los canales de Na por su inactivación. 
Disminye la entrada de Na a la célula y aumenta la 
salida de K, lo que acelera la repolarización. 
 
Método de investigación 
para medir el efecto del 
ra y cierre de los 
canales activados por 
el voltaje: la <pinza de 
voltaje> 
Premio Nobel a Hodgkin y Huxley
La pinza de voltaje mide el flujo iones a través de los 
diferentes canales. Se insertan dos electrodos en la 
fibra nerviosa. Uno sirve para medir e
potencial de la membrana y el otro para conducir 
corriente eléctrica hacia el interior o el exterior de la 
fibra nerviosa. 
Se ajusta la porción electrónica del aparato de voltaje 
y esto inyecta automáticamente electricidad negativa 
o positiva. 
Iones con carga 
negativa no difusibles 
en el interior del axón 
nervioso: 
Dentro del axón hay muchos iones de carga negativa 
que no pueden atravesar los canales de la membrana. 
el voltaje: la <pinza de 
Premio Nobel a Hodgkin y Huxley 
La pinza de voltaje mide el flujo iones a través de los 
diferentes canales. Se insertan dos electrodos en la 
fibra nerviosa. Uno sirve para medir el voltaje 
potencial de la membrana y el otro para conducir 
corriente eléctrica hacia el interior o el exterior de la 
Se ajusta la porción electrónica del aparato de voltaje 
y esto inyecta automáticamente electricidad negativa 
 
Iones con carga 
negativa no difusibles 
en el interior del axón 
Dentro del axón hay muchos iones de carga negativa 
pueden atravesar los canales de la membrana. 
Estos iones no pueden salir del interior del axón. 
Cualquier déficit de los iones postivos en el interior 
de la membrana deja un exceso de estos aniones 
difusibles. Y son los responsables de la carga negativa 
en el interior de la fibra. 
Iones de cálcio: 
El calcio coopera con el Na (o actua en su lugar) para 
producir la mayor parte del potencial de acción 
La bomba de K bombea iones de Ca desde el interior 
al exterior de la membrana celular. 
Hay canales de calcio activados por el voltaje. 
Ligeramente permeables a los iones de Na, y Ca; y al 
abrirse deja pasar dichos iones al interior de la fibra. 
Son los canales de Ca y Na. 
Los canales de Ca se activan lentamente. 
Aumento de la 
permeabilidad de los 
canales de na cuando 
Estos iones no pueden salir del interior del axón. 
los iones postivos en el interior 
de la membrana deja un exceso de estos aniones - no 
difusibles. Y son los responsables de la carga negativa 
 
El calcio coopera con el Na (o actua en su lugar) para 
la mayor parte del potencial de acción 
La bomba de K bombea iones de Ca desde el interior 
Hay canales de calcio activados por el voltaje. 
Ligeramente permeables a los iones de Na, y Ca; y al 
os iones al interior de la fibra. 
Los canales de Ca se activan lentamente. 
 
permeabilidad de los 
canales de na cuando 
hay déficit de los iones 
de ca 
Cuando hay déficit de los canales de Ca, los canales 
de Na se abren por un aumento muy pequeño del 
potencial de membrana 
La fibra nerviosa se hace muy excitable y a veces 
descarga de manera repetitiva en lugar de 
permanecer en reposo. 
Los iones de Ca parecen unirse a la superficie externa 
de la molécula de la proteína del canal de Na. Las 
cargas positivas del Ca, alteran el estado eléctrico de 
la proteína canal (lo que modifica el nivel del voltaje) 
y se abre la compuerta de Na. 
Un círculo vicioso de 
retroalimentación 
positiva abre los 
canales de sódio:
Si algun episodio produce una elevación suficiente 
del potencial de membrana desde 
nivel 0, este aumento de voltaje abrirá canales de 
sodio. 
Esto permitirá que entren muchos iones de sodio, lo 
que produce una elevación adicional
hay déficit de los iones 
Cuando hay déficit de los canales de Ca, los canales 
abren por un aumento muy pequeño del 
La fibra nerviosa se hace muy excitable y a veces 
descarga de manera repetitiva en lugar de 
Los iones de Ca parecen unirse a la superficie externa 
proteína del canal de Na. Las 
cargas positivas del Ca, alteran el estado eléctrico de 
la proteína canal (lo que modifica el nivel del voltaje) 
y se abre la compuerta de Na. 
 
Un círculo vicioso de 
retroalimentación 
positiva abre los 
canales de sódio: 
i algun episodio produce una elevación suficiente 
del potencial de membrana desde - 90mV hacia el 
nivel 0, este aumento de voltaje abrirá canales de 
Esto permitirá que entren muchos iones de sodio, lo 
que produce una elevación adicional del potencial 
de membrana y abre aún más canales activados por 
voltaje y permite que haya más entrada de iones de 
sodio. 
Este es un proceso de círculo vicioso de 
retroalimentacion positiva. 
 
UMBRALPARA EL INICIO DEL 
POTENCIAL DE ACCIÓN:
Ocurre cuando el número de iones de Na que entran 
a la fibra es mayor que el número de iones de K que 
salen de la misma. 
Se necesita un aumento súbito del potencial de 
membrana de 15 a 30mV. 
Un aumento súbito para una fibra nerviosa gande es 
desde -90mV hasta -65mV, y da lugar a la aparicion 
explosiva de un potencial de acción. Se dice que este 
nivel (-65mV) es el umbral para la estimulación. 
de membrana y abre aún más canales activados por 
voltaje y permite que haya más entrada de iones de 
Este es un proceso de círculo vicioso de 
UMBRALPARA EL INICIO DEL 
POTENCIAL DE ACCIÓN: 
cuando el número de iones de Na que entran 
a la fibra es mayor que el número de iones de K que 
Se necesita un aumento súbito del potencial de 
Un aumento súbito para una fibra nerviosa gande es 
65mV, y da lugar a la aparicion 
explosiva de unpotencial de acción. Se dice que este 
65mV) es el umbral para la estimulación. 
 
Propagación del 
potencial de acción:
Impulso nervioso o muscular. 
proceso de despolarización a lo largo de una fibra 
muscular nerviosa. 
Una membrana excitable no tiene una dirección de 
propagación única. 
Principio de todo o nada: 
despolarización viaja por toda la membrana si las 
condiciones son adecuadas , o no viaja en absoluto 
si no lo son. 
Factor de seguridad para la propagación: 
se produzca la propagación continua de un impulso, 
 
Propagación del 
potencial de acción: 
Impulso nervioso o muscular. Transmisión del 
despolarización a lo largo de una fibra 
 
Una membrana excitable no tiene una dirección de 
Principio de todo o nada: el proceso de 
despolarización viaja por toda la membrana si las 
adas , o no viaja en absoluto 
Factor de seguridad para la propagación: para que 
se produzca la propagación continua de un impulso, 
el cociente del potencial de acción debe de se 
mayor de 1. 
-Restablecimiento de los gradientes iónicos de sodio 
y potasio tras completarse los potenciales de acción: 
la importancia del metabolismo de la energía
La propagación de cada potencial de 
acción a lo largo de una fibra nerviosa 
reduce muy ligeramente las diferencias 
de concentración de sodio y potasio en 
el interior y exterior. 
Los iones de Na y K deben de volver a 
su estado original por la bomba Na±K+. 
Esta recarga de la fibra es un proceso 
metabólico activo que utiliza energía 
que procede del del sistema energético 
del ATP de la célula. 
La fibra nerviosa produce un exceso de calor durante 
la recarga, que es una medida del gasto energético 
cuando aumenta la frecuencia de los impulsos 
nerviosos. 
 
Meseta en algunos 
potenciales de acción:
En algunos casos la membrana excitada no se 
repolariza ni inmediatamente después de la 
despolarización. Al contrario, el potencial permanece 
en una meseta cerca del máximo del potencial de 
el cociente del potencial de acción debe de se 
iónicos de sodio 
y potasio tras completarse los potenciales de acción: 
energía 
reduce muy ligeramente las diferencias 
sodio y potasio en 
su estado original por la bomba Na±K+. 
que procede del del sistema energético 
La fibra nerviosa produce un exceso de calor durante 
la recarga, que es una medida del gasto energético 
cuando aumenta la frecuencia de los impulsos 
 
Meseta en algunos 
potenciales de acción: 
membrana excitada no se 
repolariza ni inmediatamente después de la 
despolarización. Al contrario, el potencial permanece 
en una meseta cerca del máximo del potencial de 
espiga durante muchos milisegundos y después 
empieza la repolarización. 
La meseta prolonga el periodo de despolarización. 
Músculo cardíaco: Primer factor: la apertura de los 
canales rápidos origina la porción en espiga del 
potencial de acción, mientras que la apertura lenta y 
prolongada de los canales lentos de calcio
principalmente permite la entrada de iones de Ca en 
la fibra. 
Segundo factor: canales de K activos tienen una 
apertura más lenta de lo normal, y no se abren 
mucho hasta el final de la meseta.
normalización del potencial de membrana
Ritmicidad de algunos 
tejidos excitables: 
Descarga repetitiva
• Las descargas repetitivas autoinducidas 
aparecen normalmente en el corazón en la 
mayor parte del musculo liso y en la muchas 
neuronas. Estas descargas rítmicas 1) el latido 
rítmico del corazón 2)el peristaltismo rítmico 
de los intestinos 3) fenómenos neuronales 
como el control rítmico de la respiración
espiga durante muchos milisegundos y después 
empieza la repolarización. 
seta prolonga el periodo de despolarización. 
 
Primer factor: la apertura de los 
canales rápidos origina la porción en espiga del 
potencial de acción, mientras que la apertura lenta y 
prolongada de los canales lentos de calcio- sodio 
principalmente permite la entrada de iones de Ca en 
Segundo factor: canales de K activos tienen una 
apertura más lenta de lo normal, y no se abren 
mucho hasta el final de la meseta. Retrasa la 
normalización del potencial de membrana. 
Ritmicidad de algunos 
tejidos excitables: 
Descarga repetitiva 
Las descargas repetitivas autoinducidas 
aparecen normalmente en el corazón en la 
mayor parte del musculo liso y en la muchas 
neuronas. Estas descargas rítmicas 1) el latido 
azón 2)el peristaltismo rítmico 
de los intestinos 3) fenómenos neuronales 
como el control rítmico de la respiración 
• 
Proceso de reexcitación 
necesario para la 
ritmicidad espontânea:
• Para que se produzca ritmicidad espontánea 
la membrana incluso en sus estado natural, 
debe ser lo suficientemente permeable a los 
iones de sodio, como para permitir la 
despolarización automática de la membrana 
• El potencial de membrana en reposo del 
centro de control rítmico del corazón es de 
solo -60 a -70mV este voltaje no es lo 
suficiente negativo para mantener cerrados 
los canales sodio y calcio por tanto se 
produce las siguientes secuencias 
• 1)algunos iones de sodio y calcio fluyen hacia 
el interior 
• 2)esto produce aumento del voltaje de la 
membrana en dirección positiva que aumenta 
mas la permeabilidad de la membrana 
• 3)se `produce flujo de entrada de un aun mas 
iones 
• 4) aumenta mas la permeabilidad de manera 
progresiva hasta que se genera un potencial 
de acción al final del potencial del potencial 
se repolariza la membrana 
 
 
Proceso de reexcitación 
necesario para la 
ritmicidad espontânea: 
Para que se produzca ritmicidad espontánea 
s estado natural, 
debe ser lo suficientemente permeable a los 
iones de sodio, como para permitir la 
despolarización automática de la membrana 
El potencial de membrana en reposo del 
centro de control rítmico del corazón es de 
aje no es lo 
suficiente negativo para mantener cerrados 
los canales sodio y calcio por tanto se 
produce las siguientes secuencias 
1)algunos iones de sodio y calcio fluyen hacia 
2)esto produce aumento del voltaje de la 
ón positiva que aumenta 
mas la permeabilidad de la membrana 
3)se `produce flujo de entrada de un aun mas 
4) aumenta mas la permeabilidad de manera 
progresiva hasta que se genera un potencial 
de acción al final del potencial del potencial 
Características especiales 
de las transmisiones de 
señales en los troncos 
nerviosos 
• El axón contiene en su centro el axoplasma 
que es un liquido intracelular viscoso, 
alrededor del axón hay una vaina de mielina 
que con frecuenc
que el propio axón 
Conduccion saltatoria 
en las fibras 
mielinizadas de un 
nódulo a otro
• A pesar de todo los potenciales de acción se 
conducen desde un nódulo a otro esto se 
denomina conducción saltatoria 
• La corriente eléctric
extracelular circundante que esta fuera de la 
vaina de mielina así como el axoplasma del 
interior del axón de un nódulo a otro 
excitando nódulos sucesivos uno después de 
otro 
Características especiales 
de las transmisiones de 
señales en los troncos 
El axón contiene en su centro el axoplasma 
que es un liquido intracelular viscoso, 
alrededor del axón hay una vaina de mielina 
que con frecuencia es mucho mas gruesa 
que el propio axón 
 
Conduccion saltatoria 
en las fibras 
mielinizadas de un 
nódulo a otro 
A pesar de todo los potenciales de acción se 
conducen desde un nódulo a otro esto se 
denomina conducción saltatoria 
La corriente eléctrica fluye por el liquido 
extracelular circundante que esta fuera de la 
vaina de mielina así como el axoplasma del 
interior del axón de un nódulo a otro 
excitando nódulos sucesivos uno después de