Unidad II Conducción Neuronal y Transmisión Sináptica Potencial de Reposo
El impulso nervioso en tipos de neuronas
Función del impulso nervioso
Trasmisión química a traves de la sinapsis
Estructura de la Membrana
MODELO DEL MOSAICO FLUIDO (SINGER Y NICOLSON 1972)
Potencial de Membrana El Potencial de Membrana es la diferencia de carga eléctrica que existe entre el interior y el exterior de la célula . ( Vm = Vint – Vext ) . Un método para registrar el potencial de la membrana consiste en conectar mediante un cable los electrodos intracelular y extracelular a un Osciloscopio . Cuando las puntas de ambos electrodos se encuentran en el líquido extracelular , la diferencia de voltaje que existe entre ellas es cero .
Potencial de Reposo Potencial de Reposo . Potencial eléctrico a través de la membrana en ausencia de un proceso activo de comunicación . Cuando se inserta en la neurona la punta del electrodo intracelular , el osciloscopio registra un potencial estable de entre -60 mV y -70 mV y se dice que la membrana está Polarizada . (el potencial del interior de la neurona en reposo es de alrededor de 70 mV menor que el del exterior de la neurona ).
Origen de la Polaridad de la Membrana Concentración (mM) Tipos de iones Citoplasma Medio extracelular Potasio (K + ) 400 20 Sodio (Na + ) 50 440 Cloruro (Cl - ) 52 560 Aniones orgánicos (A - ) 385 ---
Transporte pasivo facilitado (difusión facilitada) . * Las moléculas hidrófilas ( iones ( iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl- , glúcidos , aminoácidos...) no pueden atravesar la doble capa lipídica por difusión a favor del gradiente de concentración. * “proteínas transportadoras de la membrana” actúan como "puertas" para que estas sustancias * sin gasto de energía, se realiza a favor del gradiente de concentración
Base Iónica del Potencial de Reposo Las sales del tejido neural se separan en partículas cargadas positiva ( cationes ) y negativamente ( aniones ) denominadas Iones . ¿ Por qué existe diferencia de cargas entre el interior y el exterior de la neurona ?: Movimiento Aleatorio : Los gradientes de concentración de los iones se reducen . Se mueven desde áreas de alta a zonas de baja concentración . Presión Electrostática : Cualquier acumulación de cargas en una zona tiende a dispersarse por la repulsión de las cargas del mismo signo .
Base Iónica del Potencial de Reposo Iones que contribuyen al potencial de reposo : Sodio (Na +). (Exterior). Potasio (K+). (Interior). Cloro ( Cl -). (Exterior). Aniones Orgánicos (A-). (Interior). La concentración de Na + y Cl - es mayor en el exterior de una neurona en reposo , mientras que los iones de K+ y (A-) están más concentrados en el interior.
Conductancia de la Membrana La neurona tiene un bajo número de canales pasivos para el Na + por lo que la conductancia en reposo para este ión será más baja que para el K+. Por su baja conductancia , a pesar de las importantes fuerzas químicas y eléctricas que le impulsan al interior celular , la entrada de Na + es más bien baja .
La bomba de Na+/K+ * Requiere una proteína transmembranosa que bombea Na+ hacia el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. * Esta proteína actúa contra el gradiente gracias a su actividad como ATP-asa , ya que rompe el ATP para obtener la energía necesaria para el transporte.
Bomba Sodio-Potasio El movimiento pasivo de iones K + hacia el exterior contrarresta el movimiento pasivo de Na+ hacia el interior de la célula . La bomba traslada activamente al Na + y el K+ en contra de sus gradientes electroquímicos netos . Saca 3 iones Na+ por cada 2 iones K+, por lo que se le denomina electrogénica : genera una corriente iónica neta de salida . Hiperpolariza la membrana llevándola a un nuevo estado de reposo ( estacionario ).
Flujo de iones
Factores del Diferencial de Concentración Iónica de la Neurona Los iones de Na + entran a las neuronas por la alta cantidad de estos en el exterior y por la carga negativa interna de reposo (-70 mV). La membrana es resistente a la difusión pasiva de Na +, por lo que son bombeados al exterior para mantener el equilibrio . Los iones de K + son expulsados de la neurona por su alta concentración interna . La membrana ofrece muy poca resistencia a su paso , por lo que son bombeados de forma rápida .
Factores del Diferencial de Concentración Iónica de la Neurona La concentración de Cl - intracelular puede cambiar libremente porque sólo se ve afectada por fuerzas pasivas : (el potencial eléctrico y el gradiente de concentración ) La membrana ofrece muy poca resistencia al paso de Cl -, por lo que son expulsados al exterior debido a la carga negativa del interior.
Canales Iónicos Durante un Potencial de Acción el potencial de membrana cambia rápidamente , lo que es posible gracias a los Canales Iónicos , un tipo de proteina integral que atraviesa la membrana celular y que presenta tres grandes propiedades : Conducen Iones Reconocen y seleccionan iones específicos . Se abren y cierran en respuesta a señales eléctricas , mecánicas y químicas .
Tipos de Canales Iónicos Canales Pasivos . Permanecen abiertos y no se ven influídos por factores extrínsicos . Su función es el mantenimiento del potencial de membrana en reposo . Canales Activos . Se abren y cierran en respuesta a varias señales . Están cerrados si la membrana está en reposo .
Cambios en la Polaridad Flujo Neto de Cargas Positivas. Es la dirección del flujo de corriente ( iones ) que se mueven a través de la membrana celular . Cualquiera sea el flujo neto de cargas este da por resultado una alteración en la separación de cargas que altera la polarización . Una reducción en la separación de las cargas que conduzca a un potencial de membrana menos negativo se denomina despolarización . Un aumento en la separación de cargas que de por resultado un potencial de membrana más negativo se denomina hiperpolarización .
Potencial de Acción Son pasivas las respuestas hiperpolarizantes y las despolarizaciones de baja intensidad . Si la despolarización alcanza un determinado nivel llamado Umbral , la neurona responde activamente con la apertura de canales iónicos activados por voltaje que generan un Potencial de Acción de todo o nada.