Neurona:Neurona:Potencial de Membrana y de Potencial de Membrana y de

AcciónAcción

Las características principales del Las características principales del sistema nervioso son:sistema nervioso son:

- Excitabilidad- Excitabilidad- Conducción- Conducción

ExcitabilidadExcitabilidad

Propiedad celular de los “tejidos excitables” : tejido Propiedad celular de los “tejidos excitables” : tejido muscular liso, estriado y cardiaco, y de las células nerviosasmuscular liso, estriado y cardiaco, y de las células nerviosas

Consiste en un cambio en la diferencia de potencial Consiste en un cambio en la diferencia de potencial bioeléctrico normal entre el espacio intracelular y bioeléctrico normal entre el espacio intracelular y extracelular. extracelular.

Este potencial normal de la célula excitable en reposo Este potencial normal de la célula excitable en reposo recibe el nombre de potencial de reposorecibe el nombre de potencial de reposo

Los cambios del potencial de reposo pueden ser:Los cambios del potencial de reposo pueden ser: - Despolarización- Despolarización

- Repolarización- Repolarización- Hiperpolarización- Hiperpolarización

Membrana polarizada Potencial de acción

+++++++++

- - - - - - +++ + - - - - - - - -

+++++++++

- - - - - - - - -

- ++++++++

+ - - - - - - - -

++++++ - - - - ++++++++ - - - - - - - - -

Membrana polarizada

Reposo

Membrana despolarizada en la zona de estimulación

Conducción del estímulo

Repolarización Hiperpolarización

Cambios de potencialCambios de potencial

La diferencia entre aniones y cationes La diferencia entre aniones y cationes dentro (LIC) y fuera (LEC) de la célula dentro (LIC) y fuera (LEC) de la célula tiene como consecuencia la polarización tiene como consecuencia la polarización de la membranade la membrana

iónión [ ] LIC[ ] LIC [ ] LEC[ ] LEC VVKK++ 400400 2020 -7575

NaNa++ 5050 440440 +55+55

ClCl-- 5252 560560 -60-60

(-)(-) 385385 00

V total V total ==

-80-80

Concentraciones (mM) mV

Composición ionica del LIC y del LEC

Despolarización de la Membrana:Despolarización de la Membrana: El estímulo provoca la El estímulo provoca la apertura de canales para el sodio (normalmente cerrados) y apertura de canales para el sodio (normalmente cerrados) y el cierre de los canales para el potasio. Interior Positivo/ el cierre de los canales para el potasio. Interior Positivo/ Exterior Negativo Exterior Negativo

Repolarización: Se inactivan los canales de sodio y Se inactivan los canales de sodio y activación de los canales de potasio. Interior Negativo/ activación de los canales de potasio. Interior Negativo/ Exterior Positivo. En este momento la neurona no puede Exterior Positivo. En este momento la neurona no puede recibir información. recibir información.

Hiperpolarización:Hiperpolarización: El interior (LIC) está más negativa que El interior (LIC) está más negativa que durante el potencial de reposo. La hiperpolarización es durante el potencial de reposo. La hiperpolarización es transitoria y se produce porque el K+ tiende a equilibrar su transitoria y se produce porque el K+ tiende a equilibrar su concentración interna y externa. concentración interna y externa.

El tiempo que demora el cambio de potencial de la El tiempo que demora el cambio de potencial de la membrana (despolarización) hasta volver al reposo membrana (despolarización) hasta volver al reposo nuevamente (repolarización / hiperpolarización) dura nuevamente (repolarización / hiperpolarización) dura apenas una milésima de segundo.apenas una milésima de segundo.

Conducción o ConductividadConducción o Conductividad

Es la capacidad de las células de propagar un cambio de Es la capacidad de las células de propagar un cambio de potencial desde el punto de estimulación a todo lo largo de potencial desde el punto de estimulación a todo lo largo de la membrana celularla membrana celular

Capacidad altamente desarrollada en las neuronas.Capacidad altamente desarrollada en las neuronas.

La energía que implica el cambio de potencial excita el La energía que implica el cambio de potencial excita el punto siguiente de la fibra, donde se repite el mismo punto siguiente de la fibra, donde se repite el mismo proceso. Así se propaga el impulso a lo largo de la fibra con proceso. Así se propaga el impulso a lo largo de la fibra con la velocidad que puede llegar a 100 m/seg. en forma de la velocidad que puede llegar a 100 m/seg. en forma de pulsos eléctricospulsos eléctricos

conceptos conceptos Ion:Ion: partícula con carga eléctrica. Catión y Anión partícula con carga eléctrica. Catión y Anión Canal Iónico:Canal Iónico: es una proteína de membrana a veces es una proteína de membrana a veces

específica que transporta iones y otras moléculas pequeñas a específica que transporta iones y otras moléculas pequeñas a través de la membrana por difusión pasiva o facilitada, es través de la membrana por difusión pasiva o facilitada, es decir, sin uso de energía.decir, sin uso de energía.

Bomba Sodio-Potasio:Bomba Sodio-Potasio: Proteína de membrana específica Proteína de membrana específica que transporta Naque transporta Na++ y K y K++ en contra de su gradiente de en contra de su gradiente de concentración por transporte activo, es decir, con uso de concentración por transporte activo, es decir, con uso de energíaenergía

Polaridad:Polaridad: es la capacidad de un cuerpo de tener dos polos es la capacidad de un cuerpo de tener dos polos con características distintas. La membrana de la neurona con características distintas. La membrana de la neurona posee carga positiva (+) externamente y negativa (-) posee carga positiva (+) externamente y negativa (-) internamente internamente

Potencial de Membrana:Potencial de Membrana: es el es el voltajevoltaje que le dan a la que le dan a la membrana las concentraciones de los iones en ambos lados membrana las concentraciones de los iones en ambos lados de ella, es decir, es la diferencia de carga eléctrica entre las de ella, es decir, es la diferencia de carga eléctrica entre las caras interna y externa de la membrana plasmática neuronal.caras interna y externa de la membrana plasmática neuronal.

Potencial de Reposo:Potencial de Reposo: potencial de membrana potencial de membrana caracterizado por un medio extracelular positivo caracterizado por un medio extracelular positivo y un medio intracelular negativo, dependiendo y un medio intracelular negativo, dependiendo de los canales de potasio y la acción de la de los canales de potasio y la acción de la bomba sodio-potasio. En este estado bomba sodio-potasio. En este estado no se no se transmitentransmiten impulsos por las neuronas. impulsos por las neuronas.

Potencial de Acción:Potencial de Acción: Potencial de membrana Potencial de membrana

que resulta de la estimulación del axón, y se que resulta de la estimulación del axón, y se caracteriza por presentar un medio extracelular caracteriza por presentar un medio extracelular (LEC) cargado negativamente y un medio (LEC) cargado negativamente y un medio intracelular (LIC) cargado positivamente. intracelular (LIC) cargado positivamente.

Impulso Nervioso:Impulso Nervioso: es el transporte de es el transporte de información a través de los nervios, y por medio información a través de los nervios, y por medio de sustancias como el Sodio y el Potasio, y su de sustancias como el Sodio y el Potasio, y su interacción con la membrana. interacción con la membrana.

En el interior de la membrana existe una mayor concentración de iones potasio y proteínas cargadas negativamente.

Los iones potasio tienden a salir debido a que la membrana es permeable a este ión porque posee canales de potasio que están siempre abiertos cuando la neurona esta en reposo.

• En el lado externo de la membrana hay En el lado externo de la membrana hay una mayor concentración de Nauna mayor concentración de Na++ y Ca y Ca++++..

El sodio que está El sodio que está fuera de la célula fuera de la célula tiende a entrar, sin tiende a entrar, sin embargo, los embargo, los canales de sodio, canales de sodio, durante el potencial durante el potencial de reposo están de reposo están generalmente generalmente cerrados.cerrados.

Una proteína de Una proteína de membrana membrana llamada Bomba de llamada Bomba de Sodio-Potasio, Sodio-Potasio, transporta transporta (“(“devuelvedevuelve”) ”) iones sodio hacia iones sodio hacia el exterior de la el exterior de la célula nerviosa.célula nerviosa.

En pocas En pocas

palabraspalabras Existe una entrada Existe una entrada

de sodio y una salida de sodio y una salida de potasio por efecto de potasio por efecto de la gradiente de de la gradiente de concentración. Pero concentración. Pero esto amenaza a la esto amenaza a la membrana membrana plasmática de sacarla plasmática de sacarla de su estado de de su estado de reposo.reposo.

Para conservar este Para conservar este potencial se requiere potencial se requiere de la Bomba Sodio-de la Bomba Sodio-Potasio, la cual saca Potasio, la cual saca de la célula 3 iones de la célula 3 iones sodio por cada 2 iones sodio por cada 2 iones potasio que ingresan, potasio que ingresan, incrementando así la incrementando así la diferencia de diferencia de potencial.potencial.

Axón en estado de reposo.Axón en estado de reposo.

El potencial eléctrico a través de la membrana del axón se mide con El potencial eléctrico a través de la membrana del axón se mide con micro eléctrodos conectados a un osciloscopio.micro eléctrodos conectados a un osciloscopio.

Potencial de acciónPotencial de acción

Solo la neurona y la célula muscular Solo la neurona y la célula muscular presentan potenciales propagados o de presentan potenciales propagados o de acción (células excitables). acción (células excitables).

El cambio de permeabilidad en el punto de El cambio de permeabilidad en el punto de excitación permite el movimiento de iones de excitación permite el movimiento de iones de un lado a otro de la membrana, provocando un lado a otro de la membrana, provocando una variación en el potencial de reposo, lo una variación en el potencial de reposo, lo que genera una nueva diferencia de potencial que genera una nueva diferencia de potencial que da inicio a un potencial de acción.que da inicio a un potencial de acción.

Cuando el axón es estimulado, el interior se carga Cuando el axón es estimulado, el interior se carga positivamente con relación al exterior. Esta inversión positivamente con relación al exterior. Esta inversión de la polaridad se denomina potencial de acción.de la polaridad se denomina potencial de acción.

El potencial de acción que viaja a lo largo de la El potencial de acción que viaja a lo largo de la membrana constituye el impulso nervioso.membrana constituye el impulso nervioso.

• Los potenciales de acción registrados para una misma neurona casi siempre son iguales. La única variación -aunque crítica- es la frecuencia, es decir, el número de impulsos nerviosos que se producen en un tiempo determinado; la frecuencia es directamente proporcional a la intensidad del estímulo.

Potencial de acciónPotencial de acción

Impulso nervioso:Impulso nervioso:Potencial de acción que viaja a Potencial de acción que viaja a

lo largo de la membranalo largo de la membrana

Si el estímulo es débil no se genera el impulso Si el estímulo es débil no se genera el impulso nervioso aunque haya potencial de receptor.nervioso aunque haya potencial de receptor.

Se necesita una intensidad umbral en el Se necesita una intensidad umbral en el estímulo.estímulo.

Si la intensidad es igual o mayor al umbral de Si la intensidad es igual o mayor al umbral de excitación se desencadena el impulso siempre excitación se desencadena el impulso siempre con la misma magnitud (no es directamente con la misma magnitud (no es directamente proporcional a la intensidad del estímulo).proporcional a la intensidad del estímulo).

Ley del todo o nadaLey del todo o nada

PROPAGACIÓN DEL PROPAGACIÓN DEL IMPULSO NERVIOSOIMPULSO NERVIOSO

INTENSIDAD, VELOCIDAD Y CONDUCCIÓN INTENSIDAD, VELOCIDAD Y CONDUCCIÓN DEL IMPULSO NERVIOSODEL IMPULSO NERVIOSO

¿Se siente lo mismo al pincharse un ¿Se siente lo mismo al pincharse un dedo o rozar la piel con una pluma?dedo o rozar la piel con una pluma?

La diferencia es la La diferencia es la intensidadintensidad de la de la sensaciónsensación

Intensidad:Intensidad: depende de la frecuencia depende de la frecuencia con que los impulsos se generancon que los impulsos se generan

a > frecuencia, > intensidada > frecuencia, > intensidad

Ley del todo o nadaLey del todo o nada

Una vez que se genera un impulso Una vez que se genera un impulso nervioso alcanza siempre la misma nervioso alcanza siempre la misma magnitud.magnitud.

Es independiente de la intensidad o Es independiente de la intensidad o de la intensidad del estímulode la intensidad del estímulo

Velocidad de propagaciónVelocidad de propagación

Depende del diámetro del axón y de Depende del diámetro del axón y de la presencia o ausencia de la vaina la presencia o ausencia de la vaina de mielinade mielina

Depende de la temperaturaDepende de la temperatura

a > tº > velocidada > tº > velocidad

a < tº < velocidada < tº < velocidad

Conducción del impulso Conducción del impulso nerviosonervioso

Conducción continuaConducción continua

Conducción saltatoriaConducción saltatoria

DESPOLARIZACIÓN DESPOLARIZACIÓN Y Y

REPOLARIZACIÓN DEL REPOLARIZACIÓN DEL AXÓN AXÓN

con y sin mielinacon y sin mielina

Fibras Fibras

con y con y

sin vainasin vaina

de mielina.de mielina.

¿Qué iones intervienen en el cambio de ¿Qué iones intervienen en el cambio de polaridad de la membrana?polaridad de la membrana?

¿Qué ocurre con los canales de sodio al ¿Qué ocurre con los canales de sodio al estimular la neurona?estimular la neurona?

¿Con qué carga queda el interior y el ¿Con qué carga queda el interior y el exterior de la neurona?exterior de la neurona?

¿Cómo se reestablece el estado de ¿Cómo se reestablece el estado de reposo?reposo?

Fin…Fin…Próxima presentación Próxima presentación

SINAPSISSINAPSIS