Neurofisiología Normal
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Neurofisiología Normal.Las Células Excitables.
Neurofisiología Normal.Las Células Excitables.
Dra. Norma Aréchiga Ramos.
Neurología.
Dra. Norma Aréchiga Ramos.
Neurología.
Introducción.Introducción.
• Potencial de membrana en reposo: -60 a -90 mV.• Se mantiene gracias a canales ionicos
transmembrana con permeabilidad selectiva.• Electrolitos responsables: Na+, K+, Cl-. Ca2+.• Gradiente transmembrana:
– Na y Cl: Extracelulares.– K y aniones orgánicos (AA, Proteínas): Intracelulares.
• 2 fuerzas de atracción iónica:– Gradiente de voltaje y gradiete de concentración.
• Potencial de membrana en reposo: -60 a -90 mV.• Se mantiene gracias a canales ionicos
transmembrana con permeabilidad selectiva.• Electrolitos responsables: Na+, K+, Cl-. Ca2+.• Gradiente transmembrana:
– Na y Cl: Extracelulares.– K y aniones orgánicos (AA, Proteínas): Intracelulares.
• 2 fuerzas de atracción iónica:– Gradiente de voltaje y gradiete de concentración.
Introducción.Introducción.
IonConcentración
Intracelular (mmol).Concentración
Extracelular (mmol).
K+ 155 4
Na+ 12 145
Cl- 4.2 123
Ecuación de Nernst.Ecuación de Nernst.Permite predecir el voltaje al cual las fuerzas
iónicas están balanceadas.
Ek= RT ln (K+)E = 62 log (K+)E mV. ZF (K+)I (K+)I .
R: Constante de los Gases, T: Temperatura en ° Kelvin,Z: Valencia de K, F: Constante de Faraday.
Si tomamos a K+E :4 K+
I: 155, entonces Ek:-98 mV.
Permite predecir el voltaje al cual las fuerzas iónicas están balanceadas.
Ek= RT ln (K+)E = 62 log (K+)E mV. ZF (K+)I (K+)I .
R: Constante de los Gases, T: Temperatura en ° Kelvin,Z: Valencia de K, F: Constante de Faraday.
Si tomamos a K+E :4 K+
I: 155, entonces Ek:-98 mV.
Ecuación de Nernst.Ecuación de Nernst.
• EK: -98 mV.– Potencial de acción similar al de las células gliales,
donde el K es el único ion permeable.
• ENa: +67 mV.– Ninguna célula tiene este potencial.
• Las neuronas tienen un PA -60 mV.– Más cercano al potencial del K+.
– Permeabilidad al K+ es 25 veces mayor al Na+.
• EK: -98 mV.– Potencial de acción similar al de las células gliales,
donde el K es el único ion permeable.
• ENa: +67 mV.– Ninguna célula tiene este potencial.
• Las neuronas tienen un PA -60 mV.– Más cercano al potencial del K+.
– Permeabilidad al K+ es 25 veces mayor al Na+.
Ecuación de Goldman.Ecuación de Goldman.
Vm= RT ln PK (K+)E + PNa (Na+)E + PCl(Cl-)I
F PK (K+)I + PNa (Na+)I + PCl(Cl-)E .
Ecuación de equilibrio dinámico.
No toma en cuenta la permeabilidad a los distintos iones.
Vm= RT ln PK (K+)E + PNa (Na+)E + PCl(Cl-)I
F PK (K+)I + PNa (Na+)I + PCl(Cl-)E .
Ecuación de equilibrio dinámico.
No toma en cuenta la permeabilidad a los distintos iones.
Potenciales de Acción.Potenciales de Acción.
• La información en SN es enviada por PA.• Evento todo o nada.• El PA depende de la permeabilidad a los iones.• Si la permeabilidad ionica incrementa, el potencial
de membrana dependerá de la ecuación de Nernst para dicho ión.– Si incrementa la permeabilidad a Na+: Despolariza.
– Si incrementa la permeabilidad al K+: Hiperpolariza.
• La información en SN es enviada por PA.• Evento todo o nada.• El PA depende de la permeabilidad a los iones.• Si la permeabilidad ionica incrementa, el potencial
de membrana dependerá de la ecuación de Nernst para dicho ión.– Si incrementa la permeabilidad a Na+: Despolariza.
– Si incrementa la permeabilidad al K+: Hiperpolariza.
Canales de Na+.Canales de Na+.• Canales dependientes de voltaje.• Permanece en 3 estados:
– Reposo.- PM de reposo.
– Activo.- Despolariza hacia PA de Na+ (+67 mV).
– Inactivo.- No se puede reabrir
• Canales dependientes de voltaje.• Permanece en 3 estados:
– Reposo.- PM de reposo.
– Activo.- Despolariza hacia PA de Na+ (+67 mV).
– Inactivo.- No se puede reabrir
Canales de K+.Canales de K+.
• Existen en solo 2 estados:– Reposo.
– Activo.
• Existen en solo 2 estados:– Reposo.
– Activo.
Sinapsis.Sinapsis.
• Sinapsis eléctrica.– Uniones tipo Gap.
– Bidireccionales.
• Sinapsis química.– Contiene una terminal presináptica (Neurotransmisores),
una hendidura sináptica y una neurona postsináptica (Receptores).
– Más lentas que las eléctricas. (< 1 mseg).
– Unidireccionales.
• Sinapsis eléctrica.– Uniones tipo Gap.
– Bidireccionales.
• Sinapsis química.– Contiene una terminal presináptica (Neurotransmisores),
una hendidura sináptica y una neurona postsináptica (Receptores).
– Más lentas que las eléctricas. (< 1 mseg).
– Unidireccionales.
Sinapsis Química.Sinapsis Química.
• Liberación de neurotransmisores.– Potencial de acción a la terminal presináptica.– Apertura de canales de Ca2+.– Ingresa Ca2+ al espacio intracelular.– Fusión de vesículas con la membrana celular.– Liberación de neurotransmisores al espacio
sináptico.
• Liberación de neurotransmisores.– Potencial de acción a la terminal presináptica.– Apertura de canales de Ca2+.– Ingresa Ca2+ al espacio intracelular.– Fusión de vesículas con la membrana celular.– Liberación de neurotransmisores al espacio
sináptico.
Sinapsis Química.Sinapsis Química.
• Recepción de neurotransmisores.– Hay 2 mecanismos de permeabilidad ionica
postsináptico.• Permeabilidad directa en complejo canal protéico
(Receptores nicotínicos).
• Permeabilidad mediada por fosforilación del canal a través de segundos mensajeros. (Adenilato ciclasa, guanilato coclasa, inositol fosfato y diacilglicerol).
– Son de acción más lenta.
• Recepción de neurotransmisores.– Hay 2 mecanismos de permeabilidad ionica
postsináptico.• Permeabilidad directa en complejo canal protéico
(Receptores nicotínicos).
• Permeabilidad mediada por fosforilación del canal a través de segundos mensajeros. (Adenilato ciclasa, guanilato coclasa, inositol fosfato y diacilglicerol).
– Son de acción más lenta.
Potenciales Excitatorios Postsinápticos (EPSP).
Potenciales Excitatorios Postsinápticos (EPSP).
• Neurotransmisores excitatorios– Glutamato y aspartato.
• Los receptores a glutamato se dividen en 3:– NMDA (N-metil-D-aspartato).– No NMDA:
• AMPA o quisqualato(ácido -amino-3-hidroxi-4-isoxazolepropionico).
• Ácido kaínico.
• Neurotransmisores excitatorios– Glutamato y aspartato.
• Los receptores a glutamato se dividen en 3:– NMDA (N-metil-D-aspartato).– No NMDA:
• AMPA o quisqualato(ácido -amino-3-hidroxi-4-isoxazolepropionico).
• Ácido kaínico.
Potenciales Excitatorios Postsinápticos (EPSP).
Potenciales Excitatorios Postsinápticos (EPSP).
• Receptores No-NMDA.– Activados por liberación de glutamato o
aspartato.– Requiere niveles más bajos de estimulación que
los NMDA.– Incrementan la permeabilidad iónica al Na+ y
al K+ (Despolarización).
• Receptores No-NMDA.– Activados por liberación de glutamato o
aspartato.– Requiere niveles más bajos de estimulación que
los NMDA.– Incrementan la permeabilidad iónica al Na+ y
al K+ (Despolarización).
Potenciales Excitatorios Postsinápticos (EPSP).
Potenciales Excitatorios Postsinápticos (EPSP).
• Receptores NMDA.– Su sitio de unión está relacionado a sitios de unión de Mg2+ y glicina.
– Su activación produce incremento en la permeabilidad del Na+ y Ca 2+
dependiente de voltaje y de Mg2+.• A niveles normales de Mg2+ y con potencial de reposo los canales de Na+
están bloqueados. La unión del glutamato no produce efecto.
• Si hay despolarización previa o niveles bajos de Mg2+, se retira el bloqueo del canal y se permite el paso de Na+ y Ca 2+ .
• Hay despolarizaciones prolongadas.
• El incremento de Ca2+ intracelular tras una excesiva estimulación de NMDA está implicada en la epilepsia, EVC y muerte neuronal.
• Receptores NMDA.– Su sitio de unión está relacionado a sitios de unión de Mg2+ y glicina.
– Su activación produce incremento en la permeabilidad del Na+ y Ca 2+
dependiente de voltaje y de Mg2+.• A niveles normales de Mg2+ y con potencial de reposo los canales de Na+
están bloqueados. La unión del glutamato no produce efecto.
• Si hay despolarización previa o niveles bajos de Mg2+, se retira el bloqueo del canal y se permite el paso de Na+ y Ca 2+ .
• Hay despolarizaciones prolongadas.
• El incremento de Ca2+ intracelular tras una excesiva estimulación de NMDA está implicada en la epilepsia, EVC y muerte neuronal.
Potenciales Excitatorios Postsinápticos (EPSP).
Potenciales Excitatorios Postsinápticos (EPSP).
• Receptores NMDA.– Se ha relacionado a su vez al neurotransmisor
óxido nítrico (NO).– Su formación requiere niveles de Ca2+
intracelular elevado.– Tiene la capacidad de difundir transmembrana
(Liposoluble).– Activa la guanilato ciclasa (cGMP).
• Receptores NMDA.– Se ha relacionado a su vez al neurotransmisor
óxido nítrico (NO).– Su formación requiere niveles de Ca2+
intracelular elevado.– Tiene la capacidad de difundir transmembrana
(Liposoluble).– Activa la guanilato ciclasa (cGMP).
Potenciales Inhibitorios Postsinápticos. (IPSP).Potenciales Inhibitorios Postsinápticos. (IPSP).
• Neurotransmisores inhibitorios.– GABA (ácido -aminobutírico).– Hay 2 receptores GABA.
• GABAA.
• GABAB.
• Neurotransmisores inhibitorios.– GABA (ácido -aminobutírico).– Hay 2 receptores GABA.
• GABAA.
• GABAB.
Potenciales Inhibitorios Postsinápticos. (IPSP).Potenciales Inhibitorios Postsinápticos. (IPSP).
• Receptor GABAA.– Incluye acoplado un canal de Cl-, hiperpolarizando la neurona al
estimularlo.– Cuenta con varios sitios de unión conocidos.
• Baja afinidad.- Receptores postsinápticos.• Alta afinidad.- Receptores presinápticos.• Sitio de unión de picrotoxinin barbitúrico.- Los cuales explican los
efectos sedantes, hipnóticos y anticonvulsivos de los barbitúricos.• Sitio de unión de benzodiacepinas.
– Se encuentran rodeando los cuerpos neuronales de las células piramidales de la neocorteza y el hipocampo.
– Su activación inhibe las células piramidales.
• Receptor GABAA.– Incluye acoplado un canal de Cl-, hiperpolarizando la neurona al
estimularlo.– Cuenta con varios sitios de unión conocidos.
• Baja afinidad.- Receptores postsinápticos.• Alta afinidad.- Receptores presinápticos.• Sitio de unión de picrotoxinin barbitúrico.- Los cuales explican los
efectos sedantes, hipnóticos y anticonvulsivos de los barbitúricos.• Sitio de unión de benzodiacepinas.
– Se encuentran rodeando los cuerpos neuronales de las células piramidales de la neocorteza y el hipocampo.
– Su activación inhibe las células piramidales.
Potenciales Inhibitorios Postsinápticos. (IPSP).Potenciales Inhibitorios Postsinápticos. (IPSP).
• Receptor GABAB.– Identificado ya que el uso de agonista GABA
Baclofeno no era bloqueado con el antagonista GABAA bicucullina o picrotoxina.
– Se localizan en las dendritas de las células piramidales de la neocorteza e hipocampo.
– Su efecto es más lento que el del GABAA y es mediado por canales de K+.
– Actua por efecto del segundo mensajero cGMP.
• Receptor GABAB.– Identificado ya que el uso de agonista GABA
Baclofeno no era bloqueado con el antagonista GABAA bicucullina o picrotoxina.
– Se localizan en las dendritas de las células piramidales de la neocorteza e hipocampo.
– Su efecto es más lento que el del GABAA y es mediado por canales de K+.
– Actua por efecto del segundo mensajero cGMP.