BIOPOTENCIALES

1. DEFINICION DE POTENCIALES

° Los potenciales son magnitudes que pueden ser escalares o vectoriales, los cuales sirven para describir la evolución o variación probable de otras magnitudes. Tienen muchas aplicaciones ; en Física, podemos mencionar a los potenciales eléctricos, gravitatorios , newtonianos y de vectores magnéticos ; en Química , a los potenciales químicos, termodinámicos de reducción y oxidación , de Coulomb y en Biología , en lo que hablaremos a lo largo de este seminario son los Biopotenciales , en los que hablaremos del Potencial de Membrana , potenciales de reposo, de acción , evocados (donde se estudia la respuesta del SNC a los estímulos sensoriales ) y los potenciales hídricos. 

2. ¿QUE SON LOS BIOPOTENCIALES?

° Un biopotencial, es un potencial eléctrico que puede medirse entre dos puntos en células vivientes, tejidos y organismos y que es consecuencia de algunos de sus procesos bioquímicos , como es el caso de la bomba electrógena de sodio y potasio o la fosforilacion oxidativa y procesos fisiológicos como en la sinapsis y la contracción muscular , las magnitudes de los potenciales bioelectricos son indeterminados cuya que varían con el tiempo y entre diferentes individuos aunque estos puedan estar sanos y las condiciones de medición sean las misma. Además se debe mencionar que la generación de un biopotencial se debe e a las constantes recepciones de señales de los sensores biológicos a los que está sometido el hombre.

3. IMPORTANCIA DE LOS BIOPOTENCIALES EN EL ENTE BIOLOGICO

° Los Biopotenciales son importantes porque a través de las membranas de la gran mayoría de las células del organismo existen potenciales eléctricos; algunas células como las nerviosas (neuronas) y células musculares son excitables, quieren decir que estas células son capaces de autogenerar impulsos electroquímicos rápidamente cambiantes en sus membranas. La mayor parte de los casos, estos impulsos se pueden utilizar para transmitir señales a lo largo de las membranas nerviosas y musculares. En otros tipos de células como las células glandulares, los macrófagos y células ciliadas, los cambios locales en los potenciales de membrana desempeñan también papeles importantes en el control de muchas delas funciones celulares.

4. POTENCIALES DE MEMBRANA: DEFINICIONES

° Los potenciales de membrana son cambios rápidos de polaridad a ambos lados de la membrana, los cuales separan dos disoluciones de diferente concentración, como la membrana celular que separa el interior y el exterior de una célula.° Duran menos de 1milisegundo.Cuando se habla de potenciales de membrana, se debería

de hablar del "potencial de difusión" o "potencial de unión líquida” ya que dicha diferencia de potencial esta generada por una diferencia de concentración iónica a ambos lados de la membrana celular, es decir los potenciales de membrana son provocados por difusión . Además, Los potenciales de membrana son la base de la propagación del impulso nervioso, ya que a partir de estos potenciales se desencadenaran los potenciales de reposo y acción.

5. EXPLIQUE LA IMPORTANCIA DEL PMR EN UN TEJIDO EXCITABLE

° Su importancia radica en que el potencial de membrana en reposo es el que presentan las células cuando no participan en una respuesta fisiológica importantes en la que esté implicada la membrana plasmática , tal como la contracción o la secreción , en muchos casos , las respuestas fisiológicas son inducidas por una disminución del potencial de membrana (es decir el potencial se hace menos negativo ) el cual se denomina despolarización , también el PMR es el que mantiene al citoplasma eléctricamente negativo frente al líquidos extracelulares , cabe recalcar la importancia del PMR para la excitabilidad de las neuronas , musculo esqueléticos , liso y corazón . También es importante en la función de otras células no excitables o epiteliales (órganos de los sentidos) o linfáticos.

6. EXPLIQUE EL ORIGEN DEL PMR

° El PMR tiene su origen la membrana celular. Este potencial se forma dado la gradiente de concentración del ion potasio (K) y del ion sodio (Na) que al estar distribuido de manera desigual, esto va a generar una carga intracelular negativa y una carga extracelular positiva.

7. EXPLIQUE EL PORQUE DE LA NEGATIVIDAD DEL PMR

° La negatividad de la PMR se forma cuando un catión positivo difunde a través de la célula en contra de su gradiente de concentración dejando el lugar anterior con menos cargas positivas y con las mismas cargas negativas de antes por lo que la carga predominante va a ser la carga negativa.

8. IMPORTANCIA DE LA BOMBA DE SODIO/POTASIO

° La acción de la bomba de sodio potasio es de mantener la diferencia de concentración de sodio y potasio a través de la membrana celular, expulsando Na del interior en contra de su gradiente electroquímico y al mismo tiempo bombear iones potasio desde el exterior hacia el interior, controlando así el volumen celular y estableciendo así un voltaje negativo en el interior. Además, es la base de la función nerviosa, porque permite transmitir las señales nerviosas por todo el sistema nervioso.

° Proporciona una contribución adicional de negatividad al potencial de reposo,

aproximadamente unos -4Mv.

9. EXPLIQUE EL REGISTRO DEL PMR

° El potencial de reposo es aquel que se registra por la distribución asimétrica de los iones (principalmente sodio y potasio) cuando la célula está en reposo fisiológico, es decir, no está excitada. Estos potenciales son generalmente negativos, y pueden calcularse conociendo la concentración de los distintos iones dentro y fuera de la célula. La distribución asimétrica de los iones se debe a los gradientes químicos de los mismos. Este gradiente está compuesto por el gradiente eléctrico y el gradiente de concentración de un determinado ion. 

10. EXPLIQUE EL POTENCIAL DE DIFUSION-ESQUEMAS

° Es cuando un ion difunde a favor de su gradiente de concentración, esto es, del medio de mayor concentración al medio de menor concentración transportando su carga y dejando cargas opuestas en el medio anterior lo que va a generar un predominio de estos iones que no difunden. Por ejemple siendo el K un ion positivo al difundir a favor de su gradiente de concentración va a llevarse su carga positiva con él y va a dejar aniones dentro de la célula generando así electronegatividad dentro de esta.

11. CON EJEMPLOS EXPLIQUE COMO SE DETERMINA EL PM EN UN TEJIDO EXCITABLE

° Si te quemas accidentalmente la mano con la plancha eléctrica y retiras rápidamente tu mano de ahí juntamente con un grito de dolor. Todo esto ocurre, naturalmente, por conducción de la información (la sensación de quemadura) a través de vías nerviosas y su procesamiento en el sistema nervioso central (cerebro y medula espinal). Se puede separar el proceso en dos: un acto involuntario, reflejo, de retirar la mano, sin intervención del cerebro, y la percepción de quemadura, con su consecuente respuesta emotiva, ahora si con participación cerebral. Mientras que una respuesta hormonal Llega a las células blanco, viajando por vía sanguínea, segundos o minutos después de que se haya producido el estímulo y la liberación de las moléculas de la hormona por la glándula de secreción endocrina, el viaje del pie a la medula y de la médula a los músculos de la pierna se hace, por vía nerviosa, en fracciones de segundo. Aunque varía de acuerdo al tipo de fibra nerviosa involucrada, se puede tomar, corno promedio, una velocidad de conducción en un nervio en alrededor de 30 metros por segundo (s), de modo que para llegar del pie a la medula en el ámbito de la 5a. vértebra lumbar (1 metro aproximadamente) se requerirán 0,033 s

12. COMO INTERPRETA LA ECUACION DE NERST Y SU IMPORTANCIA EN LA DETERMINACION DEL PM EN UN TEJIDO EXCITABLE

° El nivel del potencial de difusión atreves de una membrana que se opone exactamente a la difusión neta de ion particular se denomina: Potencial de Nerst .Se utiliza la ecuación de Nerst para calcular el potencial de Nerst de cualquier ion univalente a la temperatura corporal normal (37°C), mediante la siguiente ecuación:

FEMmilivoltios= ±61 × log Concentración Interior Concentración exteriorDonde FEM es la fuerza electromotriz.

° Cuando se utiliza esta fórmula habitualmente se asume que el potencial del Líquido extracelular se mantiene a un nivel de potencial 0, y que el potencial de Nerst es el potencial que está en el interior de la membrana. Además, el signo del potencial es positivo si el ion que difunde desde el interior hacia el exterior es un ion negativo, y es negativo si el ion es positivo.

13. INTERPRETACION DE LA ECUACION DE GOLDMAN Y SU IMPLICANCIA EN EL PM DE UN TEJIDO EXCITABLE

° La ecuación de Goldman, también llamada de Goldman - Hodgkin – Katz, da una buena aproximación al comportamiento del potencial de membrana durante la actividad celular ya que tiene en cuenta la permeabilidad de me de todos los iones a diferencia de la ecuación de Nerst, la cual solo se limitaba a calcular el potencial de un ion particular. La ecuación de Goldman se calcula en el interior de la membrana cuando participan dos iones positivos univalentes: Na y K; y un ion negativo univalente, Cl mediante la siguiente formula:

FEMmilivoltios= ±61 × logC.P(Na)+C.P(K)+C. PClInterior(N)+C.P()+C. P(Cl)Exterior Donde (C) es la concentración y (P) la permeabilidad de los iones. La importancia de la participación de estos iones radica en que participan en la generación de los potenciales de membrana en las fibras nerviosas y musculares, así como en las células neuronales del sistema nervioso.

14. EXPLIQUE LOS FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VARIABILIDAD DE LOS POTENCIALES DE MEMBRANA

° Hay 3 factores que influyen en la variabilidad del potencial de membrana:

* La difusión del potasio: El potasio aprovechando que los canales para su difusión están abiertos y aprovechando su gradiente de concentración difunden del medio de mayor concentración (intracelular) al medio de menor concentración (extracelular) generando un potencial de Nerst equivalente a -94mV.

* La difusión del sodio: De la misma manera que el potasio el sodio sigue su gradiente de concentración yendo del medio extracelular al medio intracelular generando con ello un potencial de Nerst equivalente a +61mV.

* Bomba sodio/potasio: Dado que por este medio se va a bombear más sodio hacia el exterior que el potasio que va hacia el interior esto va a dar como consecuencia perdida continua de cargas negativas en el interior de la membrana generando consigo un potencial de Nerst equivalente a -4Mv.

15. EXPLIQUE EL PMR UTILIZANDO UNA CELULA

16. EN UN EJE DE COORDENADAS COMO EXPLICARIA EL PMR DE UNA CELULA EXCITABLE

° Como podemos ver en el cuadro se describe todo el proceso desde que está en PMR hasta que está en PMA. El PMR en la gráfica está indicado por porción de línea que no varía o que cuya variación es casi imperceptible, en la gráfica esta se ve en la línea ubicada a la altura del -70Mv.

17. CON ESQUEMAS EXPLIQUE LA DIFERENCIA ENTRE UN POTENCIAL DE DIFUSION Y UN POTENCIAL DE EQUILIBRIO.

° El potencial de difusión: Es la diferencia de potencial que genera en la membrana al difundir a favor de un gradiente de concentración hasta que se alcanza el equilibrio electroquímico. +se produce en las siguientes condiciones:

*gradiente quimico (diferencia de concentraciones) del ion entre ambos lados de la membrana. *Permeabilidad selectiva de la membrana para dicho ion. ejemplo: potencial de difusión K+

a.-La concentración de K+ intracelular es 35 veces mayor que la extracelular b.-La membrana es permeable al K+, pero no al Cl- ni a las proteínas intracelulares(prot-) c.-La fuga de K+ deja atrás un exceso de cargas negativas en la cara interna de la membrana d.-la difusión de K+ se detiene cuando se alcanza un potencial de -94 mV. La carga positiva externa frena la salida de más K+

° Potencial de equilibrio: es la diferencia de potencial eléctrico en la que no existe movimiento neto del ion en estudio; esto es asi debido a que la diferencia de potencial eléctrico contrarresta la fuerza causada por el gradiente de concentración.

° Cálculo numérico del potencial de equilibrio de un ion: ecuación de Nerst

18. EXPLIQUE LAS PROPIEDADES DE UN TEJIDO EXCITABLE

° Sus propiedades son:

* Excitabilidad: Consiste en sentir los cambios que ocurren en el entorno de estas células y reaccionar ante ello.

* Conducción: Es decir la capacidad de capacidad de transmitir potenciales de acción siguiendo la ley del todo o el nada y coordinadamente mediante su sistema de células especializadas, formando así el tejido nervioso.

°  En el caso de las células cardiacas, presentan además otras propiedades como: la frecuencia de descarga o cronotropismo, por la cual algunas fibras cardiacas miocárdicas

pueden excitarse así misma de forma rítmica y automática y la de Inotropismo o Contractibilidad, mediante el cual la fibra miocárdica desarrolla fuerza o tensión permitiendo su acortamientos, esta propiedad posibilita la función de la bomba y uno de los determinantes de gasto cardíaco.

19. EXPLIQUE COMO LAS VARIACIONES DE LA CONCETRACIONES DE LOS IONES SODIO, POTASIO, CLORO Y CALCIO MODIFICAN EL PM DE UN TEJIDO EXCITABLE

° CANAL DE SODIO:La apertura del canal de sodio lleva el potencial de membrana a un valor muy positivo (+66 mV). El sodio tiende a entrar en la célula por gradiente de concentración y por atracción electrostática, con lo que introduce en la célula cargas positivas y produce despolarización. Durante el potencial de acción, la apertura de los canales de sodio dependientes de voltaje hace que el potencial de la membrana se haga positivo (+30 mV) generando de esta manera un aumento en la rapidez de la repolarización de la membrana, aunque en este caso queda algo más bajo que el potencial de equilibrio del sodio (+61 mV), porque los canales están abiertos durante un tiempo muy corto y no da tiempo a que se equilibren las cargas. Además, cabe señalar que el canal de sodio no se puede abrir de nuevo in que antes se repolarice la fibra nerviosa.

° CANAL DE POTASIO:Los canales de potasio o canal de “fuga de potasio “ o “dominios de poros en tándem “ permiten el paso de iones de potasio a través de la membrana celular con una facilidad aproximadamente 100 veces mayor que para el paso de los iones de sodio . Luego de cerrarse los canales de sodio, los canales de potasio acaban de abrirse, lo que torna a la membrana muy permeable a este ion , Con el potencial de membrana positivo , los gradientes de concentración de eléctrico para el potasio , favorecen su salida hacia el exterior .A medida que el K sale de la célula el potencial de membrana se torna rápidamente mas negativo , dándose así la repolarización, en donde se va acercando al potencial de reposo .Aun a los -70 mV sigue los canales de K regulados por voltaje no se han cerrado , el potasio seguirá abandonando la célula hasta que llegue a -90 mV, la que se denomina como una posthiperpolarizacion. 

° CANAL DE CALCIOEl calcio está más concentrado fuera de la célula que dentro, por ese motivo este ion tiende a entrar en la célula. En algunos casos, ocurre una prolongación del tiempo de despolarización, como es el caso de las células cardiacas, lo cual es generado por la apertura de los canales lentos de calcio; siendo responsable de la porción de meseta del potencial de acción DE -80 A -90mV. Además de causar una menor despolarización, hace que aumente la concentración intracelular de calcio, lo cual es vital para la activación de

muchas células.

° CANAL DE CLORO:La apertura de los canales de cloro, cambian muy poco el potencial de membrana, esto se debe a que su potencial de equilibrio (-94mV) está muy cerca del potencial de reposo (-90 mV). Además que la negatividad del ion cloro, impide su entrada a la membrana celular porque sus gradientes de concentración casi llegan al equilibrio. Así, al abrirse los canales de cloro, casi no resulta ninguna modificación .Sin embargo los canales de cloro tienen un importante efecto sobre el mecanismo de la transmisión sináptica. Durante la despolarización, el canal de cloro atenúa el efecto excitador de otros canales .Por este motivo ciertos neurotransmisores inhibidores como el GABA o la glicina actúan activando canales de cloro en la membrana de las neuronas. 

20. EXPLIQUE COMO LAS VARIACIONES DEL ITEM 19 MODIFICA EL POTENCIAL DE ACCION

° Como el Na+ es un catión muy desbalanceado, al aumentar la permeabilidad para este ion se produce una entrada rápida por los canales de Na+ produciéndose la despolariza y se invierte la polaridad del potencial de membrana. Luego se puede prolongar esta despolarización si se aumenta los canales de Ca. Finalmente, La salida de K+ es lo que provoca la repolarización de la membrana. En el caso del ion Cloro, mencionamos anteriormente que su variación no causaba ningún cambio en el potencial de membrana.

21. EXPLIQUE COMO LOS ESTIMULOS DEL MEDIO AMBIENTE MODIFICAN EL PM Y EL POTENCIAL DE ACCION DE UN TEJIDO EXCITABLE

° Podemos tomar como ejemplo , una contracción muscular generada por algún estimulo mecánico (estiramiento ) En este caso , luego de producirse el estímulo, este viaja a lo largo de la fibra motora hasta sus terminales sobre las fibras musculas, en donde hay una pequeña cantidad de la sustancia neurotransmisora acetilcolina , la cual va a actuar en una zona local de la membrana de al fibra muscular para a abrir múltiples canales de cationes activados por acetilcolina ,los cuales abren canales de cationes monovalentes sobre el cuerpo celular de una neurona .Los iones sodio se mueven hacia el interior de la neurona, produciéndose energía eléctrica y provocando una despolarización local , que a su vez , conduce a la apertura de los iones sodio activados por voltaje .Esto inicia el potencial de acción en la membrana .Este potencial de acción viaja a lo largo de la membrana de la fibra muscular de la misma manera que los potenciales de acción viajan a lo largo de las fibras nerviosas que despolarizara a la membrana muscular, fluyendo atreves de la fibra de la membrana celular lo cual provoca la liberación de grandes cantidades de iones calcio .Estos , a su vez inician fuerzas de atracción sobre los filamentos de actina y miosina , lo que constituye el proceso contráctil. . Después de una fracción de segundo, los iones de calcio son regresados al retículo sarcoplásmico, esta retirada de iones calcio desde las miofibrillas hace que cese la contracción muscular.

22. PONTENCIAL DE ACCION:CONCEPTO

° También conocidos como Espigas. Son cambios rápidos del potencial de membrana que

se extienden a lo largo de la fibra nerviosa .Cada potencial de acción empieza con un cambio súbito desde el potencial de membrana negativo en reposo normal hasta un potencial positivo y después termina con un cambio casi igual de rápido de nuevo hacia el potencial negativo . Para conducir una señal nerviosa el potencial de acción se desplaza a lo largo de una fibra nerviosa hasta que llega al extremo de la misma. Estos potenciales de acción difieren de los potenciales escalonados al no perder su intensidad a medida que viajan a través de la neurona .Las células nerviosas son las que realizan más rápidamente un potencial de acción (2 msg). En el caso del hepatocito, no presenta potencial de acción.

23. EXPLIQUE REGISTRO DEL POTENCIAL DE ACCION

° Al estimular un axón al que se le disminuye paulatinamente la concentración, la amplitud del potencial de acción también disminuye.

° Es decir, a una concentración normal, el estímulo también va a hacer normal; a una concentración baja, el estímulo baja; y a una concentración muy baja, no habrá registro. La aplicación de sustancias que bloquean la permeabilidad de la membrana para el Na+ también impide el desarrollo del potencial de acción, demostrándose así que genera el potencial de acción. La aplicación de sustancias que bloquean la permeabilidad de la membrana para el K+ enlentece la fase de repolarización del potencial de membrana. +. Los estímulos aumentan la permeabilidad, primero al Na+ luego al K+. Se plantea que en la membrana existen algunos poros para el Na +y K+ que se abren o activan solo cuando el estímulo despolariza la membrana. Para eso, a estos canales iónicos se les conoce con el nombre de canal de apertura de voltaje para el potasio y canal de apertura de voltaje para le sodio. Estos canales de apertura de voltaje se añaden a la bomba Na+/K+ y a los canales de escape de Na.

24. EXPLIQUE EL POTENCIAL DE ACCION UTILIZANDO UNA CELULA

° El esquema muestra los canales iónicos involucrados en la generación de un potencial de acción en un axón. El proceso se inicia cuando los canales de sodio activados por voltaje se abren y los iones sodio ingresan al interior de la célula y esta se despolariza.

25. EXPLIQUE EL POTENCIAL DE ACCION UTILIZANDO UN EJE DE COORDENADAS

26. EXPLIQUE EL ORIGEN DEL POTENCIAL DE ACCION

° El potencial de acción puede generarse por diversos tipos de células corporales, siendo las mas activas las células del sistema nervioso para enviar mensajes entre células nerviosas o a otros tejidos corporales, como el músculo o las glándulas. Para que se

origine el potencial de acción, debe pasar el punto crítico que dispara a esa célula, además de que son muy dependientes de los equilibrios entre iones sodio y potasio por ello los modelos se hacen utilizando sólo dos canales iónicos transmembrana: un canal de sodio dependiente de voltaje y un canal de potasio pasivo (también existen otros iones como los de Cl y Ca, pero contribuyen minoritariamente a la generación de estos potenciales).

27. EXPLIQUE LAS FASES DEL POTENCIAL DE ACCION

° El caso de un potencial de acción de respuesta rápida, como el caso de los mocitos contráctiles y las células de Purkinje, se dividir en 4 fases: +Fase 0 o Despolarización:

-Es consecuencia de un cambio en la permeabilidad (y por lo tanto en la conductancia) al Na ocasionado por la apertura de Canales operados por voltaje para que llegue al potencial umbral , por lo general unos 25 mV encima del potencial de membrana en reposo.

+Fase 1 o Repolarizacion temprana: -La activación de los canales de Na marca el inicio de esta fase, La cual implica una pequeña repolarización temprana previa a la meseta, generada por una corriente de k hacia afuera favorecida por u gradiente electroquímico a través de canales dependientes de voltaje llamados Kto, activados por la despolarización y con una cinética más lenta que los del Na .El ingreso de Cl siguiendo su gradiente electroquímico podría cumplir algún rol en esta fase

+Fase 2 o Meseta: -Es la fase en la que se prolonga el potencial de acción del musculo cardiaco, la cual aun se encuentra refractaria a cualquier estimulo. El fenómeno central de esta fases el ingreso de calcio a través de canales que se activan con mas lentitud que los de sodio y cuyo umbral de activación es e alrededor de -35 mV. En esta fase se desencadena la contracción del musculo cardiaco

+Fase 3 o Repolarización: Se inicia cuando el reflujo de K supera al influjo de los cationes debido a la inactivación de los canales de Ca y Na, aumentando así la permeabilidad de la membrana hacia el K, determinándose así la repolarización del potencial de acción. 

+Fase 4 o Reposo: En esta fase de reposo las bombas deben restaurar los gradientes iónicos, las cuales son reguladas por las bombas de Na-K ATPasa(3 Na – 2 K), Las bombas de Na – Ca(3 Na – 1 Ca) y una bomba de Ca.

28. EXPLIQUE LOS FENOMENOS IONICOS QUE OCURREN EN LA FASE DE ASCENSO DEL POTENCIAL DE ACCCION

° La fase ascendente del potencial de acción se le denomina despolarización, la que se define como cualquier cambio en el potencial de membrana que lleve la diferencia de potencial a cero. Igualmente, la hiperpolarización es cualquier cambio de potencial que se

aleje de cero. Durante la fase ascendente, en la despolarización lenta va desde -70mV hasta -55mV y luego ocurre una despolarización rápida, que oscila entre -55mV hasta mas 35 mV, para luego desencadenarse la repolarización (que forma parte de la fase ascendente). 

29. EXPLIQUE EL POTENCIAL DE ACCION POSITIVO

° Durante el periodo de despolarización de un potencial de acción, el potencial de membrana cambia de negativo a positivo. La fase de ascenso (risin phase) dura aproximadamente 1 o 2 milisegundos. Durante la fase de ascenso, una vez el potencial de membrana se convierte en positivo, el potencial de membrana sigue hiperpolarizandose hasta que el pico del potencial de acción llega hasta unos +35 a +40 mili voltio.

30. UTILIZANDO UN EJE DE COORDENADAS SEÑALE EL POTENCIAL DE MEMBRANA DEL SODIO, POTASIO, CLORO

1- Esquema que representa registro simultaneo de un potencial de acción y de las conductancias. al ion sodio y al ion potasio relacionadas con el potencial. 2-Potencial cero, es el potencial de referencia medido antes de la penetración en la célula del micro electrodo. 3-Diferencia de potencial medida después de la penetración del micro electrodo. 4-Potencial de acción. 5-Conductancia al ion sodio. Representa una corriente positiva que entra por canales específicos para el ion sodio. Corresponde a la fase ascendente del potencial de acción. 6-Escala que mide el potencial de membrana en mV. 8-Escala que representa el número de canales iones por unidad de superficie de

membrana de la célula. 9-Artefacto.

31. DEFINA

° ESTIMULO UMBRAL: Es el estímulo liminal, el cual va a generar un potencial de membrana lo suficientemente grande que va a permitir llegar al punto crítico que dispara a la célula.

° UMBRAL DE EXCITACIÓN: Permite una respuesta a cada estimulo dado, sin embargo algunos voltajes no llegaban al umbral, esto se debe a la no despolarización de la membrana al no lograr el potencial umbral, motivo por el cual no se transmitió el impulso nervioso.

° SOBREXCITACION: Cuando se estimuló mucho más de lo normal.

° ZONA DE DISPARO: Es una zona en la neurona denominada zona de convergencia o disparo, en la que se integran la convergencia de todas las sinapsis que llegan al soma. Si en esta zona llega un potencial de acción se transmitirá.

32. EXPLIQUE PERIODO REFRACTORIO Y TIPOS

° Los periodos refractarios representan el tiempo que requiere una célula para recuperar la capacidad de generar un nuevo potencial de acción ante un nuevo estimulo. Pueden ser de 2 tipos:

+ Periodo Refractario Absoluto (PRA): Es el tiempo en el cual las células no responde a un nuevo estimulo que llegue, por mayor que sea su amplitud (aun a estímulos supra umbrales). Si el periodo refractario absoluto de una neurona es de 0.1 m/s, significa que hay que expresar ese tiempo para poder volver a provocar otro potencial de acción. El periodo refractario absoluto se extiende desde la fase 0 has el tercio de la repolarización (fase 3), cuando el potencial de membrana alcance cerca de los -55mV. + Periodo Refractario Relativo:

Coincide con el final de potencial de acción y del PRA. Se da cuando algunos canales ya se recobraron periodo de inactivación y pueden desencadenar un segundo potencial de acción los estímulos supra umbrales pueden desarrollar otro potencial de acción, pero menor que el normal y con mayor estimulo umbral. Durante este tiempo los estímulos más fuertes son capaces de excitar a la fibra. La causa de esta refractariedad relativa es doble: Durante este tiempo, algunos canales de sodio todavía no han invertido su estado de inactivación; y los canales de potasio suelen estar ampliamente abiertos, dando lugar a un flujo excesivo de iones potasio cargados positivamente hacia el exterior de la fibra.

33. EXPLIQUE LA LEY DEL TODO O NADA. EJEMPLOS

° Los estímulos que no lleguen al umbral no abren las compuertas de los de los canales de Na o Ca, por lo que no se obtiene ningún potencial de acción; por el contrario, si llegan al umbral se abren los canales al mismo tiempo y general el potencial de acción. En el axón de una neurona se cumple la ley del todo o nada. Si el estímulo es pequeño, no genera P.A. y si es muy grande, igual será el mismo potencial de acción. Cuando entre el Na+, se abren los canales de Na+ y se produce un feed-back positivo. Se despolarizara la membrana y se cierra para la entrada de Na+ porque el interior ya es positivo., bajando así la permeabilidad de la membrana. En la posthiperpolarizacion, se produce otro feed-back positivo para el K+ y se mantienen abiertos los canales para que salga más de la cuenta.

34. EXPLIQUE EL FACTOR DE SEGURIDAD. IMPORTANCIA

° Es importante, ya que para que se produzca la propagación continuada de un impulso y no se interrumpa la diseminación de la despolarización, en todo momento el potencial de acción respecto al umbral de excitación de ser mayor a 1, el cual se denomina factor de seguridad.

35. EXPLIQUE LA PROPAGACION DE LOS POTENCIALES. TIPOS

° Los potenciales de acción se autoregeneran continuamente. La inversión de la polaridad de la membrana que representa un PA constituye una gran diferencia de potencial en las zonas de membrana adyacentes, generándose por lo tanto corrientes iónicas de tipo electro tónico llamadas corrientes locales. Estas provocan la inmediata despolarización de la membrana avecina, con una amplitud varias veces mayor que la necesaria para alcanzar el valor umbral , por lo que abren los canales de Na voltaje dependientes , generándose así un nuevo PA en el área de membrana vecina cuando el primero esta desapareciendo .Este nuevo PA, a su vez se propagara por el mismo mecanismo , ello ocurre en un solo sentido ya que el PA no puede retroceder ya que la zona donde ocurrió el PA precio se quede en modo refractario y se hallan abiertos los canales k rectificador es tardíos. 

° El Potencial de Acción se puede propagar:

+Por circuitos locales de corriente: Es decir bidireccionalmente por que el estímulo se coloca en la parte media de la fibra nerviosa. 

+Por propagación saltatoria: En las fibras mielinizadas salta el potencial de acción porque es más rápida la transmisión por que gastan menos energía al viajar solo por Nodos de Ranvier , además los lugares a donde llega el potencial de excitación es menor. 

+Por propagación ortodrómica: Es la propagación normal, es decir sinapsis, soma, axón y telendrón.

+Por propagación antidrómica: Esta propagación es en una sola dirección, es decir unidireccional y se da en telendrón, soma, axón y no pasa a la siguiente sinapsis,

aun habiendo aceptado el axón la propagación en ambas direcciones. 

+Por propagación ondulatoria: Se da en fibra más delgadas desmielinizadas de menos calibre la cual causa un pérdida de iones 100 veces mayor que las fibras no mielinizadas y un aumento de las 50 veces la capacitancia de la membrana, permitiendo así una alta transferencia iónica.

36. EXPLIQUE LAS CARACTERISTICAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE FIBRAS NERVIOSAS

° Clasificación de las fibras nerviosas: La velocidad de propagación es muy condicionada por el diámetro de la fibra, los cuales pueden llegar a ser muy grandes en las fibras mielinicas a muy pequeños en las fibras no mielinicas. Tipos:

+Fibras tipo A:

Son las fibras mayores, las más gruesas, que conducen a velocidades de 15-100metros por segundo, y comprenden las fibras motoras (músculo esquelético) y algunas sensitivas (tacto, presión, vibración, etc.)* Alfa.- vel. Conducc. 70-120 es mielinicas.* Motoras-Beta.- vel. Conducc. 40-70 es mielínica.* Sensitivas-Gamma.- vel. Conducc. 10-50 es mielínica.* Huso muscular-Delta.- vel. Conducc. 6-30 es mielínica. Dolor.

+Fibras tipo B:

Conducen a velocidades entre 3-14metros por segundo y comprenden fundamentalmente fibras de la sensibilidad visceral.

+ Fibras tipo C:

Están formadas por fibras mielinicas que conducen a velocidades de 0,5-2metrospor segundo, conducen impulsos vegetativos y también alguna sensorial baja. Sin embargo, si todo el nervio estuviera recubierto con la vaina lípida de mielina no se produciría potencial de acción alguno debido a la falta de puntos de resistencia baja en la membrana través de los cuales pudiera fluir la corriente despolarizada.

° Los potenciales de acción viajan a lo largo del axón como una onda a lo largo de una cuerda. Esta corriente se propaga ya que a lo largo de la membrana del axón existen canales iónicos, que se pueden abrir y/o cerrar permitiendo el paso de iones eléctricamente cargados. Alguno de estos canales permite el paso de iones de sodio (Na+), mientras que otros permiten el paso de iones de potasio (K+). Cuando los canales se abren, los iones de Na+ y K+ pasan creando gradientes químicos y eléctricos opuestos, en el interior y exterior de la célula, en respuesta a la despolarización eléctrica de la membrana.

37. CON UNA GRAFICA EXPLIQUE COMO SE PROPAGAN LOS POTENCIALES

38. EXPLIQUE LAS PROPIEDADES ELECTRICAS DE LAS CELULAS NERVIOSAS Y MUSCULARES

° Estimulo: +Se considera a cualquier sustancia química que tas la unión a un receptor situado en la membrana de la neurona, determina la apertura o cierre de canales iónicos, lo cual hará que se establezca la apertura automática de los canales de sodio que dan a lugar a la aparición de un potencial de acción. Entre estas sustancias encontramos: ácidos, bases, soluciones salinas de elevada concentración, etc.

° Estimulo mecánico: +Son aquellos que causan las alteraciones en la energía mecánica de la neurona (vibraciones, pinchazos, etc.) lo que implica una brusca penetración de sodio que desencadenara el potencial de acción.

° Estimulo eléctrico: + Son aquellos que cambian la carga eléctrica de las neuronas, añadiendo cargas positivas o negativas. La corriente eléctrica inducida de manera artificial mediante la

implantación de un par de electrodos Cintra y extracelulares, conectados a un generador de corriente.

39. EXPLIQUE LOS FACTORES QUE MODIFICAN LA PROPAGACION DE LOS POTENCIALES

° Factores que modifican la velocidad de propagación: + El diámetro de la fibra: Cuanto mayor es el diámetro del axón más lejos pueden difundir los iones Na+ y más canales puede haber por unidad de longitud. Al aumentar el diámetro de una fibra nerviosa se incrementa la velocidad de conducción, una relación que puede explicarse de la siguiente manera. La resistencia interna R es inversamente proporcional a la sección de área transversal. Por consiguiente, cuanto mayor sea el diámetro de la fibra, menor será la resistencia interna. El incremento del diámetro de la fibra nerviosa es sin duda un mecanismo importante para aumentarla velocidad de conducción en el sistema nervioso, pero restricciones anatómicas limitan la magnitud que pueden alcanzar los nervios.

+ La temperatura:

La velocidad de conducción se eleva progresivamente al elevar la temperatura, desde 5 a 40 C, a partir de los cuales se estabiliza. Si se superan los 45 C hay bloqueo de la conducción nerviosa y como consecuencia ocasiona la muerte. 

+ Mielinización:

La mielina es un lípido aislante de las fibras nerviosas que aumentan notablemente la resistencia dela membrana, por lo tanto viajan al interior de un nervio donde la resistencia del flujo es baja , aumentando la velocidad de conducción ya que en la fibras nerviosos mielinicas se propagan con la conducción saltatoria, en la cual van de Nodo de Ranvier a otro.

+ La edad de la fibra:

La velocidad de propagación de la fibra es mayor en función de la edad y se detiene manteniendo una velocidad fija cuando se llega a la pubertad.

40. EXPLIQUE LA IMPORTANCIA DE LOS PERIODOS REFRACTORIOS

° El Periodo Refractario al variar de célula a célula puede determinar el grado de excitabilidad de las células. En otros casos como el músculo cardiaco, su amplio Periodo Refractario le permite la increíble capacidad de no tetanizase. Su mayor importancia radica en que el límite estaría dado por el Periodo Refractario Absoluto, que dura 1 ms, y que si no se llega a pasar de esta fase, los potenciales de acción no podrían generar otros.

Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria

Nombres y Apellidos:

Delgado Mesones Luis Javier

Curso:

Fisiología

Fecha de entrega:

17/04/2013

Profesores:

Dr. Flores Rodriguez Juan

Dr. Cabrera Salinaz Jesus

Ciclo:

II

Carrera Profesional:

Medicina Humana