Potenciales de membrana y potenciales de accion
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Mecanismos transporte a traves de la membrana y potencial de acción
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Mecanismos transporte a traves de la membrana y potencial de acción
MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANA
Transporte de moléculas de baja
densidad
Transporte pasivo• Difusión simple• Difusión facilitada
Transporte activo
Transporte de moléculas de elevada masa
molecular
Endocitosis• Fagocitosis• Pinocitosis• Mediada por un
receptor
Exocitosis
Transcitosis
MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANA.(moléculas pequeñas).
Difusión simple : Es el paso de
pequeñas moléculas de donde hay mas a donde hay menos (por tanto no hay gasto energético);
Puede realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de canales proteícos.
MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANA.(moléculas pequeñas)
o Difusión facilitada:o moléculas que al no
poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que proteínas transmembranosas faciliten su paso.
o Estas proteínas reciben el nombre de proteínas transportadoras que, arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célula.
MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANA.(moléculas pequeñas)
El transporte activo. En este proceso también actúan proteínas de membrana, pero éstas requieren energía, para transportar las moléculas al otro lado de la membrana. Se produce cuando el transporte se realiza de donde hay menos a donde hay mas.Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na/K, y la bomba de Ca.
Transporte de moléculas de gran tamaño.
Endocitosis: Es el proceso por el que la célula capta partículas del medio externo mediante una invaginación de la membrana en la que se engloba la partícula a ingerir.
Tranporte de moléculas de gran tamaño.
Exocitosis. Es el mecanismo por el cual las macromoléculas contenidas en vesículas citoplasmáticas son transportadas desde el interior celular hasta la membrana plasmática, para ser vertidas al medio extracelular .
Potencial de membrana y
potenciales de acción
Potencial de difusión Potencial de difusión
Diferencia de potencial entre el interior y exterior suficiente para bloquear la difusión de impulsos
Membrana de una fibra nerviosa Mayor concentración de K+ dentro Al salir el K + genera: Electronegatividad en el interior y
Electro positividad en el exterior adicional neta de potasio hacia el exterior (94mV negativos dentro de la fibra nerviosa)
Potencial de difusión Concentración elevada de Na+ fuera de la membrana La difusión hacia dentro de la membrana provoca:
Electronegatividad en el exterior y Electropositividad en el interior
Potencial de difusión – 61mV positivos dentro de la fibra nerviosa bloquean la difusión de Na+ hacia el interior.
Potencial de difusión La membrana es permeable a varios iones, entonces el
potencial de difusión depende de:
1. Polaridad de la carga eléctrica de cada ion2. Permeabilidad de la membrana a cada ion3. Concentraciones de los iones en el interior y en el
exterior.
Los iones más importantes son Sodio, Potasio y Cloruro; el gradiente de concentración de cada uno determina el voltaje del potencial de membrana.
Potencial de difusión
La permeabilidad de los canales de sodio y potasio experimenta cambios rápidos durante la transmisión de un impulso nervioso.
La permeabilidad de los canales de cloruro no se modifica mucho.
Cuando una fibra nerviosa NO transmite señales nerviosas tiene una potencial de -90mV en el interior.
Potencial de membrana en reposo Bomba Na+-K+
Bombea Na hacia el exterior y K al interior Se bombean más cargas positivas hacia el exterior, generando
un potencial negativo en el interior. Genera gradientes de concentración para Na y K.
Interior ExteriorNa 14 mEq/l 142 mEq/lK 140 mE1/l 4 mEq/l
Además de la bomba Na-K, existen Canales de Fuga K-Na
100 veces más permeables al K Esta diferencia también determina el nivel de potencial de
membrana en reposo.
Bomba Na-K y Canales de fuga K-Na
Origen del potencial de membrana en reposo
Potencial de difusión de potasio Difusión de sodio Contribución de la Bomba Na-K
Difusión Sodio y Potasio -86mv
Potencial de acción nervioso Comienza con un cambio súbito del potencial de
membrana
1. De negativo (reposo) a positivo Entran cargas positivas
2. De positivo a negativo Salen cargas positivas
3. Se desplaza a lo largo de la fibra nerviosa.
Fases del potencial de acción Fase de reposo
Membrana polarizada -90mV Fase de despolarización
Aumenta súbitamente la permeabilidad al Na hacia el interior del axón, las cargas positivas elevan el potencial a cero o más allá (sobreexcitación)
Fase de repolarización Se cierran los canales de Sodio, se abren los de Potasio más de
lo normal, salen cargas positivas.
Canal de Na activado por voltaje Compuerta de activación (externa) Compuerta de inactivacion (interna)
Tres fases Reposo Activación Inactivación
Canal de Na activado por voltaje Fase de reposo
-90mV Compuerta de activación cerrada
Activación -70 a -50mV Compuerta de activación abierta Aumenta la permeabilidad del sodio 500-5000 veces (Entra
sodio)
Canal de Na activado por voltaje
Inactivación
El mismo voltaje que abre la compuerta, la cierra, pero el cambio conformacional toma más tiempo.
La compuerta de inactivación no se abre hasta que el potencial de membrana llega a -90mV.
Canal de K activado por voltaje Reposo
Potencial -90mV Compuerta cerrada
Activación Potencial hacia Cero Compuerta abierta Sale Potasio, al tiempo en que se cierran los canales de Sodio.
Canales de Sodio y Potasio- activación por voltaje
Otros iones en el potencial de acción
Aniones no difusibles Proteínas, compuestos de fosfato orgánicos,
compuestos de sulfato, etc.
Estos iones permanecen en el interior del axón Son responsables de la carga negativa, cuando hay un
déficit neto de iones potasio (+) y otros iones positivos.
Otros iones en el potencial de acción El calcio coopera con el Sodio para producir el potencial de
acción.
La bomba de Calcio Saca Calcio de la célula Mete Calcio al retículo endoplásmico Crea un gradiente de 10 000 veces.
Bomba de Calcio Canales de Ca++ - Na+, activados por voltaje Canales lentos
Al abrirse entra Sodio y Calcio a la fibra nerviosa.
En el músculo cardíaco y músculo liso hay abundantes canales de calcio.
Relación Ca++ - Na+ Concentración de Calcio en el líquido extracelular
Cuando hay déficit Los canales de sodio se abren con un aumento muy pequeño de
potencial de membrana La fibra nerviosa se vuelve muy excitable, y a veces descarga de
manera repetitiva sin razón. Aparentemente el Calcio se pega a la proteína del canal de
Sodio alterando su voltaje hacia positivo.
Inicio del potencial de acción El umbral de estimulación
La entrada de Na supera la salida de K, generando un aumento súbito de potencial de membrana a -65mV.
El aumento de voltaje abre muchos canales de Na(retroalimentación positiva) Entra Na y aumenta más el voltaje Se abren más canales de
Na Entra más Na, se abren todos los canales Na Se cierran los canales de Na y se abren los canales de K
Propagación del potencial de acción
Un potencial de acción que se desencadena en cualquier punto de una membrana excitable, excita porciones adyacentes de la membrana.
Las cargas eléctricas positivas son desplazadas a lo largo de la fibra nerviosa mielinizada y abren más canales de Na en nuevas zonas.
Propagación del potencial de acción en una fibra nerviosa
Equilibrio Na y K
Después de varios impulsos nerviosos, pueden desequilibrarse las cantidades de Na y K dentro de la fibra nerviosa
La bomba Na-K-ATPasa restablece el equilibrio (potencial de reposo)
Meseta en algunos potenciales de acción
La membrana no se repolariza inmediatamente Músculo cardíaco – contracción del músculo por 0.2 – 0.3
segundos, lo que origina la repolarización de la membrana.
El músculo cardíaco tiene también canales lentos (Sodio – calcio)
Los canales de potasio se abren más lentamente
Descarga repetitiva Las descargas repetitivas auto-inducidas aparecen en
Corazón: Latido rítmico del corazón. Músculo liso: Peristaltismo rítmico del intestino. Neuronas: Control rítmico de la respiración.
Estimulación espontánea
Debe haber permeabilidad suficiente al Na (o Na – Ca) para permitir la despolarización automática.
En el corazón, el potencial de membrana en reposo es de -60 a -70mV
El voltaje no es suficiente para cerrar todos los canales de Sodio y Calcio.
Estimulación espontánea
Potencial en reposo -60 a -70mv Entra Na y Ca a la fibra(aumenta el voltaje) Entra más Na y Ca (se eleva aun mas el voltaje) Se genera un potencial de acción Se repolariza la membrana Vuelve a despolarizarse, no entra en reposo.
Estimulación espontánea
En el corazón hay un retraso entre repolarización y despolarización
Al final del potencial de acción la fibra se hace mucho más permeable al potasio
Al salir más potasio, queda más negativo dentro.
Este estado se llama hiperpolarización
Da tiempo entre un potencial de acción y otro.
Fibra mielinizada Axón Dentro tiene el Axoplasma Por fuera Vaina de Mielina hay células de Schwann La mielina es un aislante eléctrico Cada 1-3 mm hay un nódulo de Ranvier Zona no aislada, por donde fluye el impulso nervioso.
La membrana de una célula de Schwann “se enrolla” alrededor del axón para formar la vaina de mielina.
Conducción “saltatoria” Los iones casi no fluyen a través de las vainas de mielina,
pero si a través de los nódulos de Ranvier.
Los potenciales de acción se producen sólo en los nódulos de Ranvier.
La corriente eléctrica fluye , Por el líquido extracelular, Por el axoplasma del axón, Excitando el siguiente nódulo de Ranvier.
Conducción saltatoria – axón mielinizado
Excitación Cualquier factor que haga que el Na empiece a difundir hacia
el interior de la membrana Trastorno mecánico sobre la membrana Efecto químico Paso de electricidad
Período refractario
No se puede producir un nuevo potencial de acción mientras la membrana siga despolarizada, incluso con un estímulo intenso.
Poco después del inicio del potencial de acción los canales de sodio y potasio se inactivan
Sólo al volver al potencial de reposo se podrán abrir las compuertas
