Electrofisiologia

1. 1.3 ELECTROFISIOLOGIA,
EXCITABILIDAD Y
POTENCIALES

2. 1.3.1 NOCIONES GENERALES
DE ELECTROFISIOLOGIA
1.3.1.1 Definición
1.3.1.2 Ión, Anión, Catión
1.3.1.3 Electrolito

3. 1.3.1.1 Definición
Estudio de las propiedades eléctricas de la
célula.
Parte de la fisiología que se encarga del
estudio del estado de reposo y actividad de una
célula excitable.

4. CELULAS
EXCITABLES
Neuronas
Células cardiacas
Células Beta pancreáticas

5. 1.3.1.2 Ión, Anión, Catión
Un ión es un átomo o grupo de átomosque
tienen una carga eléctrica.
Losiones con carga positiva se denominan
cationes: Ej: Na, K, Mg.
Losque tienen carga negativa se denomina
aniones. Ej: Cl, HCO3.

6. 1.3.1.3 Electrolito
Un electrolitoes una sustancia que disocia
iones libres cuando se disuelve o funde, para
producir un medio que conduce la electricidad.
Sustancia que al disolverse en un líquido se
disgregan en partículas cargadas
eléctricamente (iones).

7. Sustancia capaz de conducir electricidad en
solución.
Los electrolitos generalmente existen como
ácidos, bases o sales.
Ejemplo: HCl, NaCl, H2SO4, NaOH,
Acido acético, Ca(OH)2, Na2SO4.

8. EXCITABILIDAD
Capacidad de responder activamente ante la
aplicación de un estímulo.
Estímulo.-Variación energética del medio
ambiente.
Propiedad exclusiva de los seres vivos.

9. CLASES DE ESTIMULOS
Mecánicos
Térmicos
Sonoros
Luminosos
Eléctricos
Químicos
(según las clases de energía)

10. TIPOS DE ESTIMULOS
UMBRAL
Mínima cantidad de energía que provoca una
respuesta.
SUPRAUMBRAL
Mayor intensidad que el umbral.

11. SUBUMBRAL
Estímulo con menor intensidad que el umbral.
No es capaz de provocar una respuesta activa.
MAXIMO
Mínima cantidad de energía capaz de
provocar una respuesta máxima.

12. SUPRAMAXIMO
Intensidad mayor que el máximo, pueden
provocar daño celular.

13. LEY DE LA EXCITABILIDAD
A menor umbral Mayor excitabilidad
A mayor umbral menor excitabilidad

14. CURVA DE EXCITABILIDAD
Curva de Intensidad –duración.
Un estímulo
se compone de: intensidad y
tiempo de aplicación.

15. Losparámetrosquesetienenquedefinir
paraexplicarlaexcitabilidadson:
Reobase:Intensidadmínimaque,aplicada
duranteuntiempoindefinido,dalugarauna
respuesta.
Cronaxia:tiempoduranteelcualse
tienequeaplicarunestímulo de
intensidaddoblealareobaseparaquese
produzcarespuesta.

16. V
O
L
T
S
1
2
3
4
MILESIMAS DE SEGUNDO
0.10.20.3 0.4
T.U.
REOBASE
*
*CRONAXIA
Curva de Intensidad –Duración.

17. Cuanto más pequeña sea la reobase y cronaxia de
una fibra (axón), más excitable será.
La cronaxia sirva para expresar excitabilidades
relativas.

18. 1.3.3 POTENCIAL DE MEMBRANA
1.3.3.1 Estados de la célula.
1.3.3.2 Factores que determinan el potencial de
membrana.
1.3.3.3 Bomba de sodio y potasio.

19. Conceptos
PotencialdeMembrana:eselvoltajequeledanala
membranalasconcentracionesdelosionesenamboslados
deella.
PotencialdeReposo:eselestadoendondenose
transmitenimpulsosporlasneuronas.
PotencialdeAcción:eslatransmisióndeimpulsoatravés
delaneuronacambiandolasconcentraciones
intracelularesyextracelularesdeciertosiones.

20. Potencial de Equilibrio
Elpotencialdeequilibrio
deunióneselpotencial
alqueseequilibrarían
lasfuerzasdelgradiente
electroquímicoactuando
sobreeseión,de
maneraqueenel
potencialdeequilibrioel
iónnotendríatendencia
aentrarniasalirdela
célula.

21. Potencial de equilibrio
Elmovimientodelosionessedebefundamentalmenteadosefectos:
•difusión:enpresenciadeungradientedeconcentración.
•atraccióneléctrica:enpresenciadeuncampoeléctrico.
Encondicionesnormales,enelinteriordelacélulahayunaconcentración30
vecessuperiorqueenelexteriordeionesdeK+.
Ellohacequeseproduzcaunflujodeioneshaciaelexterior,haciendoqueel
interiordelacélulaadquieraunacarganegativa,quetiendeacontrarrestar
elflujodebidoaladifusión.
Lasdosfuerzas(difusiónycampoeléctrico)secompensancuandola
diferenciadepotencialentreelinterioryelexterioresde-80mv(enausencia
deotrosionesodecanalesquepermitanladifusióndeotrosiones).

22. Elgradientedeconcentraciónprovocaun
movimientodeliónX+desdeel
compartimientomásconcentradohaciael
demenosconcentración
Elgradienteeléctricodetendenciaopuesta
quetiendeadetenerlaentradademásiones
X+

23. Potencial de equilibrio
ION Exterior :Interior E ion (37ºC)
K+ 1 : 30 -80 mv
Na+ 10:1 62 mv
Ca++ 104 :1 123 mv
Cl- 11.5 : 1 -65 mv
Enreposo(equilibriodinámico)elpotencialdemembranaviene
determinadoporlosionesdeK+yNa+.Alserlamembranamucho
máspermeable(unas40veces)alosionesdeK+,elpotencialde
equilibrioestámáscercadelatensióndeequilibriodebidasóloal
K+:
Potencialdemembranaenreposo:-60mv

24. Elementos de la BombaNa K
ATP asa
Proteína
Na
K
ATP asa

25. Sodio (Na+)
Niveles normales de
Na en suero: 135 a
145 mEq/l
Mayor proporción a
nivel extracelular

26. POTASIO
Elemento metálico
Intracelular 98%
Niveles normales de K
en suero: 3,7 a 5,2
mEq/l

27. ATP
El ATP:
adenina
ribosa
tres grupos fosfatos
Enlaces de alta
energía al romperse
se libera la energía
almacenada.

28. HIDRÓLISIS DEL ATP
ATP se hidroliza a
ADP, rompiéndose
un sólo enlace y
quedando un grupo
fosfato libre

29. ¿Qué es la ATP asa?
Esunaenzima,presenteenlascélulas,
queescapazdeacelerar,elprocesode
hidrólisisdelATP.
ATP"monedauniversaldeenergía".

30. Componentes Físicos de la bomba
Complejo de 2
proteínas
globulares
Subunidad α
PM: 100 000
Subunidad β
PM: 55 000
(ensamblado)

31. Características Subunidad α
3 lugares para la
unión del sodio
(interior)
2 lugares para la
unión del potasio
(exterior)
Porción interna,
posee actividad ATP
asa

32. ¿Qué es La bomba de sodio
(Na+/K+-ATPasa)
Esunsistemadetransporteubicado
enlamembranadelascélulas
encargado de mantener la
concentracióndesodiodentrode
éstasmásbaja,yladepotasiomás
altaqueenellíquidoquelas
circunda.

33. c) Tiene dos estados
conformacionales:
Uno en que se une a Na+
interno, por lo promueve la
hidrólisis de ATP, se libera
energía y la ATPasa cambia
de conformación.
Ahora es el K+ externo el
que se une, el Na+ se libera
y el K+ se mueve hacia la
cara interna de la
membrana.
Modelos para la bomba de
Na+ / K+
INTERIOR DE LA CELULA

34. Funciones de La bomba de
sodio Na+/K+-ATPasa
Esesencialpara:
Latransmisióndeimpulsosnerviosos
Elmantenimientodelvolumencelular
Laabsorcióndenutrientesatravés
delintestino
Laexcreciónyreabsorciónde
sustancias en el riñón.

35. POTENCIAL DE ACCION
El potencial de acción es un ciclo de :
-despolarización,
-hiperpolarización y
-retorno al valor de reposo de la membrana.

37. ION mEq/Lt
Na 14
K 140
Ca 0
Mg 20
Cl 4
HCO3 10
HPO4 11
SO4 1
Lactato 1.5
Proteínas 4
Urea 4
mEq totales 281.0
Composición iónica del
liquido intracelular
ION PLASMATI
CO
mEq/Lt
INTERSTI
CIAL
mEq/Lt
Na 142 139
K 4.2 4.0
Ca 4.5 4.8
Mg 2 2
Cl 100 100
HCO3 24 28
HPO4 4 4
SO4 0.5 0.5
Lactato 1.2 1.2
Proteínas 1.2 0.2
Urea 4 4
mEq totales 282.0 281.0

38. Potencial de membrana en reposo:
-En las neuronas, casi siempre es cercano a –70mV.
(Ganong)
--90 mV (Guyton).

40. Elciclodura1-2msypuedetenerlugar
cientosdevecesporsegundo.
Estasvariacionescíclicasdelpotencialde
membranasonconsecuenciadeincrementos
transitoriosdelapermeabilidaddeunaregión
delamembrana,primeroaNa+,luegoaK+.

42. Un potencial de acción es consecuencia de la
apertura y el cierre en secuencia de canales
catiónicos regulados por voltaje.
–Primero, la apertura de los canales de Na+ durante
alrededor de 1 ms, lo que produce una gran
despolarización súbita de un segmento de la
membrana.
–Luego el canal se cierra y se torna incapaz de
abrirse (refractario) durante varios milisegundos,
lo cual impide el flujo posterior de Na+.

44. LaaperturagradualdeloscanalesdeK+,a
partirdelmomentoenqueelpotencialde
acciónalcanzasupicomáximo,permitela
salidadeK+,queenunprincipio
hiperpolarizalamembrana.
Amedidaqueestoscanalessecierran,la
membranaretornaasupotencialdereposo.

45. Ladespolarizaciónasociadaconunpotencial
deaccióngeneradoenunpuntoalolargodel
axónsedifundeenformapasivahaciael
segmentoadyacente,dondeinducelaapertura
decanalesdeNa+reguladosporvoltajey,en
consecuencia,otropotencialdeacción.

46. Lapropagacióndelpotencialdeacciónsólo
marchaenunadirección,debidoalcorto
periododeinactivacióndeloscanalesdeNa+
yalabrevehiperpolarizaciónconsecuentede
lasalidadeK+.

47. Lasneuronasgruesasconducenlosimpulsos
conmayorrapidezquelasdelgadas.
Lamielinizaciónincrementalavelocidadde
conduccióndelimpulsohastaen100veces.

48. Enlasneuronasmielinicas,loscanalesdeNa+
reguladosporvoltajeseconcentranenlos
nodosdeRanvier(2000y12000).
Ladespolarizaciónenunnodosedifundecon
rapidezyescasaatenuaciónalnodosiguiente,
porloqueelpotencialdeacción“salta”deun
nodoalsiguiente.

50. Elpotencialdeacciónnoseproducesiel
estímulotieneunamagnitudinferioralumbral,
ysegeneraconunaamplitudyforma
constantessinimportarlaintensidaddel
estimulo,siéstaseencuentraalnivelopor
arribadelaintensidadumbral.

51. Portanto,elpotencialdeaccióntieneun
carácterde“todoonada”ysediceque
obedecealaleydeltodoonada.
Sielestímuloespequeño,nopasanada.Sies
muygrande,pormuygrandequesea,seráel
mismopotencialdeacción.

52. LamembranaalhacersepermeableparaelNa
+
,
entraelNa
+
yelestímuloladespolariza.
Ladespolarizaciónconsisteenlaentradarápida
deNa
+
.
LarepolarizaciónimplicalasalidadeK
+
que
compensalaentradadecargaspositivasdeNa
+
.
LapostdespolarizaciónconsisteenlasalidadeNa
+
.
LarepolarizaciónconsisteenlaentradadeK
+
.
Laposthiperpolarizaciónconsisteenquesale
demasiadoK
+
.

53. CuandoentraelNa
+
,seabrenloscanalesdeNa
+
yse
produceunfeed-backpositivo.Sedespolarizala
membranaysedetienelaentradadeNa
+
porqueel
interioryaespositivo.Loscanalessecierranyla
permeabilidaddelamembranabaja.
Enlaposthiperpolarización,seproduceotrofeed-
backpositivoparaelK
+
ysemantienenabiertoslos
canalesparaquesalgamásdelacuenta.

54. Un estímulo intensidad y
se compone de tiempo de aplicación.

55. Losparámetrosquesetienenquedefinir
paraexplicarlaexcitabilidadson:
··Reobase:Intensidadmínimaque,aplicadaduranteun
tiempoindefinido,dalugaraunarespuesta.
··Cronaxia:tiempoduranteelcualsetienequeaplicarun
estímulodeintensidaddoblealareobaseparaquese
produzca respuesta.
NOTA:Comomáspequeñasealareobaseycronaxiadeunafibra(axón),
másexcitableserá.

56. Forma de propagación del
impulso nervioso
Laexcitabilidadiráhastallegaralnivelde
descarga.
Cuandosellegaalniveldedescarga:
seabrenloscanalesdeNa
+
y,pormuyintensoqueseaelestímulo,la
excitabilidadserá(-)porquelafibraseencuentraen
unperiodorefractarioabsoluto.

57. Duranteelpotencialdeaccióncambiala
excitabilidaddelaneurona
conperiodosrefractarios(nuncahabrárespuesta
porintensoqueseayduralapuntadelaespiga)
yperiododeadiciónlatente(enelquela
excitabilidadesmenor).

58. PERIODOS REFRACTARIOS
Periodo refractario absoluto:
Corresponde al período desde el momento en
el cual se llega al nivel de disparo hasta que se
completa un tercio de la repolarización.
* Ningún estímulo excitará al nervio, sin
importar su intensidad.

59. Periodo refractario relativo:
Que dura desde este punto hasta el inicio de la
posdespolarización.
* Los estímulos más fuertes de lo normal pueden
producir excitación.

60. Sisobreunaxóndeunafibranerviosapolarizadase
aplicaunestímulosuficiente,lafibrase
despolarizará.Elflujodecorriente(concargas
positivasynegativasjuntas)provocaráuna
despolarizacióndelazonaadyacente.
Larepolarizaciónconsistiráenqueenlazona
central,sehacesalirK
+
,restituyendolapolaridaddel
principio.Seempiezadondesehaempezadola
despolarización.

61. Justopordetrásdelimpulsonerviosoqueva
avanzando.....hayunaneuronaenperiodo
refractarioconexcitabilidadnulaynopermite
quesecambieladireccióndelimpulso
nervioso.
Esta forma de despolarización le ocurre a las fibras
amielínicas

62. Enunacélulamielinizada,seaíslaelaxónde
laneuronayelúnicopuntoquesepuede
despolarizarsonlosnodosdeRanvier,que
provocaqueladespolarizaciónvayasaltando
deunnóduloaotro.
Sellamaconducciónsaltatoria(Esmuchomás
rápida).