Clase 2- biofisica 1- Potencial de membrana 21

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Normalmente hay potenciales eléctricos a través de las 
membranas en todas las células. 
 
Las células nerviosas y musculares son EXCITABLES 
es decir, son capaces de generar impulsos electroquímicos 
en sus membranas, y en muchos casos, de transmitir 
señales a lo largo de las mismas. 
Árbol 
dendrítico 
Som
a 
Axón 
Núcleo 
Cono 
axónico 
 Morfología de la neurona 
Dendritas (árbol dendrítico): 
- Prolongaciones cortas 
-MP ricas en receptores 
- Actúan como una antena que detecta cambios en el entorno neuronal 
- Sinapsis con los axones de otras neuronas 
• Soma: cuerpo celular central. El núcleo posee una elevada actividad 
transcripcional. 
• Axón: prolongación larga que parte del cono axónico, desde el que se 
aleja el impulso nervioso. 
- Isodiamétrico (0,5-20 mm) 
- Longitud variable (hasta 1m). 
- Termina en ramificaciones (telodendrón) que contiene los terminales 
o botones sinápticos que contactan con otras neuronas 
- El citoesqueleto permite el tránsito bidireccional de orgánulos 
(mitocondrias) y vesículas de neurotransmisores 3 
Elementos de Anatomía 
neuronal. 
 
Formadas por: 
Soma 
Dendritas: Fibras aferentes 
Axón 
Telodendrón: Fibras eferentes 
NEURONA: unidad básica del sistema 
nervioso, encargada de: 
- Recibir y Analizar estímulos 
provenientes del medio. 
- Procesar la información recibida 
- Elaborar y Transmitir respuestas a 
tales estímulos. 
 
biofisica I 
Clasificación fisiológica de las 
fibras nerviosas 
Fibras tipo A: Son mielínicas somáticas (motilidad voluntaria y la sensibilidad constante) su velocidad 
de conducción varia entre 15 y 120 m/s 
Fibras tipo B: Son mielínicas vegetativas ( del sistema nervioso autónomo) su velocidad de conducción 
es de 3 a 20 m/s 
Fibras tipo C: Son las fibras amielinicas. Su velocidad de conducción es de 0,5 a 2 m/s 
biofisica I 
Antes de estudiar el potencial de membranas, se 
debe tener CONOCIMIENTO de ciertas 
definiciones como: 
 
Ion: partícula con carga eléctrica. 
Canal Iónico: es una proteína de membrana a veces específica que transporta iones y otras moléculas 
pequeñas a través de la membrana por difusión pasiva o facilitada, es decir, sin uso de energía. 
Polaridad: es la capacidad de un cuerpo de tener dos polos con características distintas. 
Impulso Nervioso: es el transporte de información a través de los nervios, y por medio de sustancias 
como el Sodio y el Potasio y su interacción con la membrana. 
IRRITABILIDAD: “capacidad de reaccionar frente a los cambios del medio externo o interno, debida a la 
facultad de los organismos para recibir y transmitir información.” 
ESTÍMULO: “ todo aquello capaz de provocar un cambio” 
CONDUCTANCIA: La facilidad para el paso de iones a través de los canales iónicos incluyendo la influencia 
de los gradientes eléctricos. 
 
 
biofisica I 
Los tipos de 
potenciales 
• Potencial de 
reposo 
• Potencial 
graduado 
• Potencial de 
acción 
biofisica I 
• Potencial de membrana 
Iones del potencial de acción 
• Iones mas 
importantes 
• Sodio y potasio 
• Cambian el 
gradiente 
electroquímico 
de 
• la célula 
• Iones presentes 
• Cloruro y calcio 
• El es la diferencia de potencial a ambos lados de 
una membrana que separa dos soluciones de 
diferente concentración de iones, como la membrana celular que 
separa el interior y el exterior de una célula. Cuando se habla de 
potenciales de membrana, se debería hablar del "potencial de 
difusión" o "potencial de unión líquida" 
 
 Potencial de membrana 
 
 
«Potencial de difusión» producido por una diferencia de 
concentración iónica a los dos lados de la membrana. 
 
La concentración de potasio 
es grande dentro de la membrana de una fibra nerviosa, 
pero muy baja fuera de la misma. 
 
 
Debido al gran gradiente de concentración de potasio desde el interior hacia el exterior hay una 
intensa tendencia a que cantidades adicionales de iones potasio difundan hacia fuera a través de 
la membrana. 
 
A medida que lo hacen transportan cargas eléctricas positivas hacia el exterior, generando de 
esta manera electropositividad fuera de la membrana y electronegatividad en el interior debido 
a los aniones negativos que permanecen detrás y que no difunden hacia fuera con el potasio. 
 
Potenciales de membrana creados por difusión 
++ 
++ 
++ 
++ 
++ 
Na+ 
[ Na +] extracelular > [ Na ] intracelular = difunde = > cargas + intracel 
 
= pero, luego la difusion se frena por esas cargas (+) = POTENCIAL 
 DE NERNST 
El nivel del potencial de difusión a través de una 
membrana que se opone exactamente a la difusión 
neta de un ion particular a través de la membrana 
se denomina potencial de Nernst para ese ion. 
Potencial de Nernst 
Potencial de reposo en la membrana 
de la célula nerviosa 
•De reposo: cuando no están transmitiendo señales = - 90 Mv 
 
•Es producido por: 
 *DIFUSIÓN PASIVA DEL K: 
 a través de un canal proteico = - 94 Mv 
 
 *DIFUSIÓN PASIVA DEL Na: 
 a través de canales proteicos pero con menos 
 permeabilidad que el K = + 61 Mv 
 
 La combinación de ambos generan un 
 POTENCIAL NETO de – 86 Mv 
 
 *BOMBA Na-K: 
 saca 3 Na+ y mete 2 K = - 90 Mv 
Potencial de 
membrana 
• Diferencia del potencial eléctrico a través de la 
membrana 
• Sucede por la diferencia de concentración de los 
principales iones de la membrana 
• Potencial de la membrana varia entre -90 mV a +45mV 
 Potencial de reposo 
Es el estado de la membrana en donde no se transmiten impulsos; dada las diferencias en 
la concentración de iones dentro y fuera de la célula y por diferencias en 
la permeabilidad de la membrana celular a los diferentes iones. Ej: en las neuronas 
biofisica I 
• Cuando no están transmitido 
los señales su potencial es 
de -90mV, donde este 
potencial es dentro de la 
fibra. 
• Propiedad de la membrana en 
reposo 
• Transporte activo de iones de 
SODIO y POTASIO a través de 
la membrana 
• Transporta 3 ion de sodio para 
afuera al mismo tiempo que 2 
iones de potasio para dentro 
• Generam gradiente de 
presión entre ese dos iones 
 Potencial de reposo 
Potencial de reposo de las 
principales células excitables. • . 
Musculo cardiaco ventricular: -95mV. 
Fibra nerviosa y Fibra muscular -90mV. 
Fibras de Purkinje: -85mV. 
Soma de la neurona: -70mV. 
Musculo liso: -55 a -60mV. 
Células del nódulo sinoauricular: -55 a -60mV 
biofisica I 
biofisica I 
• El potencial graduado, también llamado potencial escalonado o 
potencial gradual, es un cambio en el potencial de membrana de 
magnitud variable que va disminuyendo con la distancia. Son 
consecuencia de la suma de la actividad individual de canales 
iónicos regulados por ligando, sin incluir a los canales voltaje-
dependientes. 
• Una característica muy importante de los potenciales graduados es 
que son directamente proporcionales a la magnitud del estímulo; a 
mayor número de canales iónicos implicados, mayor magnitud del 
potencial. biofisica I 
Potencial graduado 
biofisica I 
 Potencial de Acción 
• Es la transmisión de impulso a través de la neurona 
cambiando las concentraciones intracelulares y 
extracelulares de ciertos iones. 
 
biofisica I 
 
 
• Este desplasamiento puede ser: 
• Unidireccional – tiene una única dirección por toda la fibra 
• Ley del TODO O NADA – después de un estimulo que genera un potencial de acción, el va 
despolarizar toda la fibra hasta el final de ella o no lo hace en absoluto. 
biofisica I 
 Potencial de Acción 
Es el cambio rápido y transitorio del potencial de 
membrana, llegándose a la inversión del potencial, es decir 
a una positividadInterna. 
 Cada potencial de acción es una despolarización de 
suficiente magnitud para producir una respuesta en la 
célula excitable. 
Potencial de acción se divide 
en fases 
• Potencial de reposo 
• El Lado de adentro de la fibra es 
negativo y el lado de afuera es positivo, 
su carga eléctrica varia entre -65mV 
hasta -90 mV 
• Despolarización 
• Surge después de un estimulo externo, 
donde modifica los canales de sodio, 
haciendo ingresar sodio en el interior de 
la fibra alterando el potencial de 
membrana y llega a un valor de 
• + 45 mV 
• Repolarización 
• Después de aalcanzar un voltaje eléctrico 
de + 45 mV en el interior de la fibra los 
canales de potasio son activados, saliendo 
este catión para fuera y disminuyendo el 
voltaje para -65mV 
• Hiperpolarizacion 
• La hiperpolarización es cualquier cambio en 
el potencial de membrana de la célula, que 
hace que esté más polarizada. Es decir, la 
hiperpolarización es un incremento en el 
valor absoluto del potencial de membrana de 
la célula. 
biofisica I 
biofisica I 
• Periodo refractario absoluto 
• Sucede durante el potencial de acción donde la fibra no puede recibir 
ningun otro estimulo durante este periodo de despolarización y 
repolarización 
• Periodo refractario relativo 
• Ocurre en la fase hiperpolarización 
• Es muy difícil iniciar otro potencial de acción, debido al bajo voltaje . 
• Pero se un estimulo fuese muy intenso a punto de generar una entrada de 
sodio muy intensa en el interior de la fibra, entonces un nuevo potencial de 
acción es generado 
biofisica I 
Tipos de periodos 
refractarios 
biofisica I 
Otro canal 
importante: 
• Canales de CALCIO 
• Son encontrados con mayor numero en los músculos liso y cardiaco 
• Ayuda a los canales de sodio en la DESPOLARIZACION 
• Son conocidos como canales más lentos, por eso la fase de 
DESPOLARIZACION DEL MUSCULOS CARDIACO es más LENTA 
biofisica I 
biofisica I 
Potencial de acción – 
Resumen 
A – Membrana en reposo, B – Inicio del estimulo 
C – Potencial graduado, D – Potencial de acción por 
toda la fibra 
biofisica I 
Impulso 
nervioso 
• Produce, conduce y realiza una tarea especifica a 
partir de una modulación de los potenciales de 
membrana 
• Despolarización y repolarización 
• Desempeñan su función por medio de los potenciales 
de acción 
biofisica I 
Transmisión 
sináptica 
• Comunicación entre las neuronas 
• Tipos de sinapsis 
• Eléctrica – pasan el potencial de acción para otra célula por medio de la alteración del voltaje a 
otra celula 
• Química – amplifica los señales de la sinapsis, por liberación de sustancias químicas llamadas 
neurotransmisores 
• Promueve la activación de los receptores químicos de otras células 
• Dura muy poco tiempo, por eso utilizan la activación de los segundos mensajeros para prolongar 
la sinapsis química 
• Potenciales pós sinápticos puede ser: 
• Ionotroficos – respuesta rápidas (abertura de los canales de sodio) 
• Metabotroficos – se ligan a los segundo mensajearos – proteína G (respuesta longa) biofisica I 31 
biofisica I 
biofisica I 
Sinapsis químicas 
• Potenciales pós-sinápticos excitatorios 
• Son entrada sinápticas que despolarizan las células 
• Son producidos por la aberturas de los canales de sodio y potasio 
• Tipos 
• Acetilcolina, norepinefrina, epinefrina, dopamina, glutamato y serotonin 
• Potenciales pós sinápticos inhibitorios 
• Son entradas sinápticas que hiperpolarizan la células 
• Son producidos por la abertura de los canales de cloruro 
• Tipos: 
• Acido gama aminobutirico 9GABA) y glicina 
biofisica I 
Características especiales de la transmisión de 
impulsos nerviosos 
• Tipos de fibras nerviosos 
• Mielinizadas- fibras nerviosas más voluminosas 
• Amielinizadas – fibras nerviosas menos voluminosas 
• Fibras mielinizadas 
• Axon – conduce lo impulso nervioso 
• Vaina de mielina – envuelve el axón como un todo 
• Compuesta por las CELULAS DE SCHWANN, que forman múltiples 
capas envolviendo el axon 
• Tiene la función de aislante eléctrico 
• Nódulos de Ranvier – esta a cada 1 a 3 milímetros de la vaina 
de mielina 
• Lugar de intercambio de Ion durante la propagación del potencial 
de acción biofisica I 
biofisica I 
Conducción SALTATORIA en fibras 
mielinizadas • Tiene la función de aumentar 
la velocidad de conducción 
nerviosa en las fibras 
mielinizadas 
• Promove un menor gasto 
metabólico para reestablecer 
las diferencias de 
concentración entre los ion de 
sodio y potasio a través de la 
membrana. 
• La velocidad del impulso es de 
100 m/s – distancia de un 
campo de futbol en 1 segundo 
Registro de Potenciales de acción. 
• Registro Monofásico: Se realiza con un solo electrodo 
ubicado en el interior de la célula. 
 
 
• Registro Bifásico. Se realiza con dos electrodos 
colocados en lugares distintos de la superficie externa, 
uno de ellos conectado a la terminal positiva y otro a la 
terminal negativa. 
 
Osciloscopio de Rayos Catódicos 
• Instrumento que permite observar en una pantalla los 
potenciales del musculo y nervio. 
 
• Partes: 
 
- Cátodo 
 - Ánodo 
Dinámica dos anestésicos locales 
• Bloquean los canales de sodio, impedido lo inicio de la 
despolarización del impulso nervioso de lo dolor. 
biofisica I 
biofisica I 
biofisica I 44 
• El potencial de membrana en reposo se genera gracias a 
potenciales de difusión (Na, K) y la bomba de sodio/ 
potasio 
• El principal responsable es la difusión de potasio 
Resumen 
• Las células excitables transmiten información por medio 
de potenciales de acción 
• Los potenciales de acción se producen cuando un 
estímulo de intensidad mínima (umbral) excita dichas 
células. 
• Para estímulos por encima del umbral todo potencial de 
acción tiene la misma magnitud y la misma duración 
(ley del todo o nada) 
Resumen 
• El potencial de acción se genera por apertura transitoria de 
canales catiónicos (Na), esto genera apertura de canales 
catiónicos voltaje dependientes. 
• Después de la apertura los canales para sodio se inactivan 
espontáneamente, esto limita la duración del potencial de 
acción 
Resumen 
• Un axon no puede propagar un potencial de acción hasta que 
un número suficiente de canales de sodio ha recuperado su 
estado de reposo (periodo refractario absoluto) 1 a 2 ms 
• Después el axon queda menos excitable que lo normal 
(periodo refractario relativo) 
 
Resumen 
• Los axones de gran diámetro y los mielínicos conducen el 
impulso más rápidamente 
• Los axones mielínicos conducen el impulso por conducción 
saltatoria 
• Guillermo A. Mico. Biofísica para ciencias de la salud. 
Editorial EFACIM – EDUNA – 2da Edición - 2012 
• Parisi, Mario. Temas de Biofísica. Editorial Mc.Graw-Hill-
Interamericana. 
BIOFISICA I 
BIBLIOGRAFIA