Conducta Eléctrica de la

MembranaUniversidad Autónoma de ChihuahuaFacultad de Medicina Campus Parral

Materia: Fisiología Medica

Índice

Conducta Eléctrica de la Membrana Potencial de Membrana:

Potencial de Difusión Potencial de Acción

Excitación y Registro de Potenciales

Pre-Conceptos:

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.

Pre-Conceptos:

• Potencial de Reposo: es el estado en donde no se transmiten impulsos por las

neuronas. • Potencial de Acción: es la transmisión de

impulso a través de la neurona cambiando las concentraciones intracelulares y

extracelulares de ciertos iones. • Potencial de Membrana: es el voltaje que

le dan a la membrana las concentraciones de los iones en ambos lados de ella.

Potencial de Membrana:

Se le denomina ‘potencial de membrana’ a los cambios rápidos de polaridad a ambos lados de la membrana que presentan concentración de iones diferentes.

Potencial de Difusión: Producido por una diferencia de concentración

iónica a los dos lados de la membrana. Ejemplo: Se puede observar

en la ilustración un gradiente de concentración de iones de K en el citoplasma de la célula, se le denomina potencial de difusión al paso de iones atraves de la membrana

Potencial de Nernst: Se le conoce como ‘potencial de Nernst, al nivel

potencial de difusión atraves de una membrana que se opone exactamente a la difusión neta de un ion en particular

La magnitud de este potencial viene determinado por la concentración del ion especifico

Se utiliza la siguiente formula:

FEM( Milivoltios) = ±61 log ( Concentración Interior ) ( Concentración Exterior)

Este potencial solo se podrá utilizar cuando solo sea un ion el que pasara de mayor concentración a menor o viceversa

y que sea monovalente

Ejemplo: Calcule el potencial de Nernst en el siguiente

caso:IntracelularExtracelular

K

Na

142 mEq/l

4 mEq/l

Na

K14O

mEq/l

14 mEq/l

FEM (Na): ±61 log 14/142FEM: ±61 log 0.098

FEM: (61)(1)FEM: -61

FEM (K): ±61 log 140/4FEM: ±61 log 35FEM: (61)(1.54)

FEM: -93.94

Ecuación de Goldman-Hodgin-Katz

Cuando una membrana es permeable a varios iones diferentes, el potencial de difusión depende de 3 factores

La Polaridad de la Carga Eléctrica de c/u de los iones

La Permeabilidad de la Membrana (P) Concentraciones de los iones en el interior (i) y

en el exterior (e)

Esta ecuación solo será útil cuando estén dos compuestos positivos monovalentes y uno negativo monovalente

Na K

Cl+

-+

Potencial de Membrana en reposo de los

Nervios

El potencial de membrana en reposo de las fibras nerviosas grandes cuando no transmiten señales

nerviosas es de aproximadamente:

-90mV Es decir el potencial en el interior de la fibra es

90mV mas negativo que el potencial del liquido extracelular…

Como surgen los 90mV?

90 V, resultantes ,

convirtiéndose en el potencial

de la membrana en

reposo

Potencial de Difusión de los

Iones 86mV

La Bomba de Sodio y potasio

aporta 4mV

Bomba Sodio-Potasio: Toda las membranas celulares cuentan con una

potente bomba Na-K, que se encarga de bombear continuamente iones sodio hacia el exterior e iones potasio hacia al interior de la célula.

Aporta -4mV

Na

K

Bomba Sodio-Potasio Se trata de una bomba electrógena, pues

bombea mas cargas positivas hacia el exterior que al interior

Dejando un deficit neto de iones positivos en el interior Esta bomba también genera grandes gradientes de concentración para el Na y el K atraves de la membrana nerviosa

Na

Na

K

Ejemplos:

Potencial de Acción

Nervioso

Solo la célula muscular y la

neurona presentan

potenciales de acción

Potencial Acción Nervioso

Las señales nerviosas se transmiten mediante POTENCIALES DE ACCION, que son 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 súbito desde el potencial de membrana negativo hasta un potencial positivo y terminando de nuevo en un potencial negativo

Fases: Reposo: Este es el potencial de membrana en reposo antes del comienzo

del potencial de acción, se dice que la membrana esta polarizada debido al potencial negativo que se encuentra en ella

Despolarización: En este momento la membrana se hace muy permeable al sodio,

lo que permite que en numero muy grande de iones con carga + difunda atraves del axón, el estado polarizado se neutraliza…

Repolarizacion: En un plazo de 10milesimas de segundo después de que la

membrana se hizo permeable, los canales de sodio empiezan a cerrarse y los canales de potasio se abren mas de lo normal, restableciendo otra ves un estado de reposo negativo normal.

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

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

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

¿Cómo se restablece el estado de reposo?

Para el que cree ,no es necesaria ninguna explicación: para el que no cree toda explicación sobra.

Funciones de Otros Iones

Durante el potencial de acción

Iones con carga (-)

En el interior del axón hay muchos iones de carga negativa que no pueden atravesar los canales de la membrana.

Se incluyen los aniones de las moléculas proteicas y de muchos compuestos de fosfatos orgánicos

Estos son los responsables del estado de electronegatividad dentro de la célula cuando hay deficit de iones K

Iones Calcio

La membrana de casi todas las células del cuerpo tienen una bomba de calcio, similar a la de Na-K, donde el calcio tomara el lugar del sodio

Al igual que la bomba de Na-K, la bomba de K bombea iones de Ca desde el interior hacia el exterior

Hay abundantes canales de calcio tanto en el musculo cardiaco como el musculo liso

Retroalimentación Positiva

Siempre que no haya alteraciones en la membrana de la fibra nerviosa, no se produce ningún potencial de acción en el nervio normal.

+ -90mv

Canales de Sodio

Abiertos

Repolarizacion

Despolarizacion

Impulso Nervioso

Nivel de O mV

Dirección de Propagación

• Las membranas no cuentan con la característica de empezar un impulso desde 0, se considera que el estimulo para iniciar la etapa de Repolarizacion es de -65mV

Restablecimiento de los Gradientes iónicos de K y P

Meseta en Potenciales de Acción

En algunos casos la membrana excitada no se repolariza inmediatamente después de la despolarización, por el contrario el potencial permanece en una meseta cerca del máximo potencial durante muchos milisegundos…

Ritmicidad de Tejidos Excitables

Descarga Repetitiva

Electrocardiograma

Electromiografía

¿Por qué las cosas más dolorosas como la muerte o el amor no tienen cura y en cambio un simple dolor

de cabeza sí? Lo más doloroso tendría que tener

preferencia.