BASES BIOFÍSICAS DE LA EXCITABILIDAD

Transcripción

1 BASES BIOFÍSICAS DE LA EXCITABILIDAD Depto. Biofísica Facultad de Medicina ESFUNO Escuelas UTI: Biología Celular y Tisular

2 Importancia del estudio de la membrana celular Funciones de la membrana: -Barrera al paso de iones y solutos polares (azúcares, aminoácidos, proteínas, fosfatos) -Compartimentación: Medio interno: solución salina baña una trama de proteínas estructurales aniónicas Medio externo: solución acuosa con iones

3 Concentración de los principales iones Na + K + Cl - [ ] ext (mmol/l) [ ] int (mmol/l) Potencial de equilibrio (mv) Fibra muscular esquelética de rana

4 Esquema con la representación de las principales especies iónicas

5 Por convención se asume que el potencial fuera de la célula vale cero. Por lo tanto podemos definir la diferencia: Vint-Vext como Potencial de membrana o Potencial de membrana en reposo (Em o Vm)

6 Potencial de membrana Todas las células presentan un potencial de membrana. Su valor depende del tipo celular y se encuentra entre los -40 y los -90 mv. Este valor se mantiene constante. Potencial de acción Pero existen algunos tipos celulares (neuronas y músculo) que pueden modificar su valor de potencial de membrana de forma rápida y transitoria en respuesta a un estímulo (químico, eléctrico, mecánico), de intensidad adecuada, y que dicho cambio se transmita en forma de una onda de amplitud constante, a lo largo de la fibra muscular o nerviosa. Es por esto que a estos tipos de células se las denomina excitables. Objetivos: Estudio de los fenómenos electrotónicos (pasivos) y fenómenos activos Para estudiarlos primero construiremos un circuito equivalente y definiremos los sentidos de la corriente.

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8 Circuito equivalente de una fibra r i : resistencia del medio intracelular r e : resistencia del medio extracelular

9 I entrante, hiperpolariza la membrana

10 I : movimiento de cargas positivas I saliente, despolariza la membrana

11 Fenómenos electrotónicos Fenómenos que se refieren a la propagación pasiva producida por la inyección de corriente a través de la membrana. fuente externa por la que circula corriente eléctrica, de intensidad inferior al umbral, ésta va a circular una parte por el exterior y el resto por el citoplasma atravesando la membrana.

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13 espuestas caracterizadas por: τ Cuantifica la lentitud con que una membrana responde ante un estímulo dado

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15 λ Cuantifica la distancia a la que se propaga una alteración en el voltaje, frente a un estímulo dado. Está relacionada con la velocidad de conducción

16 Papel de los iones en el E m y sus posibles cambios Ecuación de G-H-K Ley de Nerst Ley de Ohm I = V R

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18 Potencial de acción B B C A C

19 Mecanismos de generación del PA (axón gigante de calamar)

20 Mecanismo molecular del potencial de acción

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22 Propiedades de un potencial de acción -Umbral de excitación: intensidad del estímulo para provocar un PA -Ley de todo o nada: estímulo umbral o supraumbral genera potencial de acción de igual amplitud, independientemente de la intensidad del estímulo -Conducción sin decremento: propagación de PA con amplitud constante. La velocidad de propagación depende del tamaño de la fibra, presencia o ausencia de mielina -Período refractario: Absoluto: es el tiempo, inmediatamente después de producirse un PA durante el cual la célula no responde a otros estímulos mplicancia del anal de sodio Relativo: período durante el cual la intensidad de los estímulos aplicados, ha de ser mayor de lo normal para provocar un PA en las células

23 Preguntas 1- Dibuje un circuito equivalente de un elemento de membrana y explique su utilidad en el estudio del potencial de membrana. Qué entiende por potencial de reposo? 2- Defina las constantes de tiempo y espacio, discuta de qué dependen las mismas y cómo hallarlas. 3- Discuta como puede variar el potencial de membrana de una célula cuando cambian: a) la concentración de los principales iones permeantes en el medio extracelular; b) la temperatura; c) la permeabilidad a los principales iones. 4- Sobre un circuito equivalente que incluya las principales conductancias iónicas explique la generación de un potencial de acción.