Embed Size (px)
Citation preview
IMPULSO NERVIOSO
Norma Cruz Tapia07/10/2012 1
07/10/2012 2
¿Qué estructura y funciones tienen las neuronas?
• Recibe información del entorno interno o externo, o deotras neuronas.
• Procesa esta información, a menudo junto con informaciónde otras fuentes, y produce una señal eléctrica.
• Conduce la señal eléctrica, algunas veces a lo largo de unadistancia considerable, hacia un punto de unión dóndeencuentra otra célula.
• Se comunica con otras células, incluidas otras neuronas ycélulas que constituyen músculos o glándulas.
07/10/2012 3
Partes de una Neurona
07/10/2012 4
Experiencia deHodgkin y Huxleycon axones decalamares gigantes
07/10/2012 5
Teoría de membrana. La conducción nerviosa está
asociada con fenómenoseléctricos.
La diferencia en la cantidadde carga eléctrica entre unaregión de carga positiva y unaregión de carga negativa sellama potencial eléctrico.
Casi todas las membranasplasmáticas tienen unadiferencia de potencialeléctrico, el potencial demembrana, en el que el ladointerno de la membrana esnegativo respecto al ladoexterno que es positivo.
07/10/2012 6
Hodgkin y Huxley al usar axones gigantes de calamarpara registrar los eventos eléctricos del interior de lasneuronas descubrieron que:
1. Las neuronas inactivas mantienen una diferencia eléctricaconstante entre el interior de la mp y el medio extracelular.Este es el Potencial de reposo y es siempre negativo ( de -40 a-90mV).
2. Si la neurona se estimula, el potencial puede hacerse más omenos negativo. Si llega al nivel Umbral (15 mV menosnegativo que el potencial de reposo) se desencadena unpotencial de acción.
07/10/2012 7
07/10/2012 8
Potencial de reposo
• Las membranas (mp) tienen más canales para K (potasio)que para Na (sodio)
• Los canales de K+ están normalmente abiertos.
• Los canales de Na+ están cerrados.
• Entonces, la mp es más permeable a K que Na(PERMEABILIDAD DIFERENCIAL)
• En el interior celular existen PROTEÍNAS y ÁCIDOSNUCLEICOS (aniones), entonces …
En el interior celular la carga es NEGATIVA
En el exterior celular la carga es POSITIVA
07/10/2012 9Potencial de reposo
07/10/2012 10
POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO
• Las células excitables mantienen una diferencia de potencialeléctrico, entre el medio interno y el medio externo mucho másnegativo (aprox. -70mV) que una célula no excitable (-10mV).
• Esta diferencia de carga electroquímica es producto de la acciónde la proteína denominada “bomba Na+/K+” que retira del mediointerno 3 ion Na+ e integra al medio interno de la célula 2 K+ demodo que el interior de la célula queda negativo, considerando lapresencia de proteínas periféricas de tipo aniónicas en la carainterna de la membrana.
• La suma de la acción conjunta de una gran cantidad de bombaNa+/K+ explica el potencial de mb en reposo.
07/10/201211
Potencial de reposo
ACTIVIDAD REFORZAMIENTO: Explica la distribución de cargas que seproduce durante el estado de reposo neuronal. Ayúdate de la siguientetabla.
Tipos de iones Concentración citoplasmática (mM)
Concentración extracelular (mM)
Equilibrio potencial
(mV)
K+ 400 20 -75
Na+ 50 440 +55
Cl- 52 560 -60
07/10/2012 12
07/10/2012 13
07/10/2012 14
07/10/2012 15
07/10/2012 16
Canal activadoPor Voltaje
Canal activadoPor ligando
07/10/2012 17
Potencial de reposo
Estímulo
Qué ocurre son Na+?Qué ocurre K+?
07/10/2012 18
La despolarización se produce en el sitio receptivo de la neurona (dendritas o soma) y se denomina: Potencial de Receptor
Potencial de Receptor
Estímulo
Genera un
Si el estímulo es muy débil
No alcanza umbral Si alcanza umbral
Si el estímulo es más potente
Impulso Nervioso
No hay Si hay
Ley del todo o nada: Si se alcanza el umbral se producirá el impulso nervioso deuna misma magnitud, no importando la intensidad del estímulo
07/10/2012 19
¿Cómo distingue nuestro SN la intensidad del estímulo recibido?
La magnitud es la misma, lo que cambia es la frecuencia con que se generan los impulsos nerviosos
Mientras más intenso sea el estímulo, mayor será la frecuencia
07/10/2012 20
Umbral de Excitación
Este concepto se refiere a la intensidad mínima que debetener un estímulo para ser capaz de generar un potencial de acciónen la neurona.De acuerdo a esto existen tres clases de estímulos según suintensidad:1. Estímulo umbral, es aquel que tiene la intensidad mínimanecesaria para generar un potencial de acción.2. Estímulo subumbral (Infraumbral), que tiene una intensidadmenor al mínimo necesario y por tanto no es capaz de generarpotencial de acción.3. Estímulo supraumbral, tiene una intensidad mayor al mínimonecesario y también es capaz de generar potencial de acción
07/10/2012 21
EJEMPLO
07/10/2012 22
Identificar las limitaciones de la analogía.
Hay algunos aspectos diferentes entre el impulsonervioso y las fichas de dominó:
En el golpe a la ficha hay contacto y el estímulopude ser recibido a través de un sentido ( luz, sonido,etc.).
La conexión entre las neuronas se produce por lassinapsis y las fichas se van golpeando unas a otras.
07/10/2012 23
POTENCIAL DE ACCIÓN
• Cuando una neurona recibe un estímulo, se abrencanales de Na+ , si la magnitud del estímulo permite laapertura del suficiente número de canales, el interiorde la célula se hace más positivo, debido al ingreso deiones Na+, esto desencadena la apertura de canales deNa+ voltaje dependientes, en un efecto dominó,disparando un potencial de acción; que consiste en ladespolarización de la membrana plasmática a lo largodel axón de la neurona.
07/10/2012 24
• El estímulo que abre los canales de Na+ en el somade una neurona puede ser mecánico, químico(moléculas ligandos o neurotransmisores) o eléctricos.
• Una vez ocurrida la despolarización de la membranaplasmática, el potencial de membrana se eleva y llegaa +30mV lo que desencadena la apertura de canalesde K+ voltaje dependientes.
• Por su gradiente de concentración, el K+ sale de lacélula, de modo que el interior de la célula pierdecarga s+ y se vuelve negativo nuevamenterestableciendo la polaridad inicial de la membrana enreposo (re polarización).
07/10/2012 25
07/10/2012 26
07/10/2012 27
Etapas del potencial de acción
Despolarización: se abren los canales de Na+ voltaje dependientes, entrasodio al interior de la célula, sube el potencial de mb.
Repolarización: se abren los canales de K+ voltaje dependientes, sale K+desde el interior de la célula, baja el potencial de mb, se inactivan loscanales de Na+.
Hiperpolarización: el potencial de mb baja mucho más allá que el valordel potencial de mb, y la neurona está imposibilitada de dispararpotencial de acción nuevamente.
Reporalización : se inactivan(cierran) los canales de K+ se reestablece elpotencial de mb en reposo.
07/10/2012 28
DESPOLARIZACIÓN
DE LA MEMBRANA
Apertura de canales para Na+ activados por voltaje
07/10/2012 29
REPOLARIZACIÓN
DE LA MEMBRANA
Apertura de canales para K+ actiovados por voltaje
07/10/2012 30
HIPERPOLARIZACIÓN DE LA MEMBRANA
Salida excesiva de K+:potencial de membrana más negativo con respecto al reposo Inhibición de la neurona post sinaptica
07/10/2012 31
RETORNO AL ESTADO DE REPOSO DE LA MEMBRANA
Bomba Na+/ K+ bombea Na+ hacia fuera y K+ hacia El interior celular
07/10/2012 32
07/10/2012 33
07/10/2012 34
Períodos Refractarios
Este período refractario se refiere a un lapso en el cual laneurona no puede volver a ser excitada y ocurre durante larepolarización.
En un principio el período refractario es absoluto, porque laneurona no responde a ninguna clase de estímulo incluso lossupraumbrales; para luego volverse relativo en donde sóloresponde a estímulos supraumbral.
07/10/2012 35
El impulso nervioso se transmite desde el soma hasta terminales axónicos
07/10/2012 36
¿Cómo se transmite el impulso nervioso entre neurona y neurona?
• Química; por liberación de señales químicas llamadasneurotransmisores.
• Eléctrica; por continuidad entre las mbs plasmáticasde las neuronas. La neurona pre-sinaptica es laneurona que envía el impulso nervioso y la neuronapost-sinaptica es la neurona que recibe el impulsonervioso.
A través de la Sinápsis que es la unión funcional entre
dos neuronas, que permite el paso del impulso nervioso
07/10/2012 37
Tipos De
Sinapsis
Sinapsis Eléctricas: 3,5nm
Sinapsis Químicas: 30-50 nm
07/10/2012 38
Paso de iones de una neurona a la otra a través de uniones gap
07/10/2012 39
07/10/2012 40
Sinapsis
Excitatoria Inhibitoria
Química
07/10/2012 41
Sinapsis química
En la sinapsis química existe un espacio entre la neurona pre ypostsináptica denominado hendidura sináptica o espacio sináptico.
07/10/2012 42
Sinapsis química
1. Impulso nervioso llega al terminal presináptico
2. Ingresa Calcio (Ca+²)
3. Se liberan vesículas con neurotransmisores hacia la hendidura sináptica
4. Los neurotransmisores se unen a sus receptores específicos en la N. postsináptica
5. La unión neurotransmisor-receptor puede provocar la entrada de iones positivos como el Na+ o el Ca+ generando un potencial postsináptico excitador
6. La unión neurotransmisor-receptor, por el contrario, puede permitir la entrada de iones negativos, como el CL-, generando un potencial postsináptico inhibidor
2
3
4
1
5 6
07/10/2012 43
Potencial postsináptico
excitador
La unión neurotransmisor-receptor desencadena principalmente la apertura de canales para el Na+, lo que produce la despolarización de la membrana
El interior se hace más positivo
La acetilcolina es un neurotransmisor excitador en las células musculares
Canal regulado por ligando
07/10/2012 44
Potencial postsináptico
inhibidor
La unión neurotransmisor-receptor desencadena principalmente la apertura de canales para el Cl-, lo que produce una hiperpolarización de la membrana
El interior se hace más negativoEl GABA es un neurotransmisor inhibidor del encéfalo
Canal regulado por ligando
07/10/2012 45
07/10/2012 46
El impulso nervioso setransmite entre neurona aneurona a través de lasinapsis.La neurona pre-sinápticalibera neurotransmisores alespacio sináptico, estos seunen a receptores de mb dela neurona post-sinapticogenerando la apertura decanales sensibles a ligandos.
07/10/2012 47
1. Sinapsis axo-somática
2. Sinapsis axo-dendrítica
3. Sinapsis axo-axónica
4. Sinapsis dendro-dendrítica
De acuerdo a la forma en queestablece la unión sináptica(contacto sináptico), entre laneurona pre y post sináptica sedistinguen:
07/10/2012 48
¿QUÉ TIPO DE SINAPSIS ESTÁ MOSTRANDO ESTA IMAGEN?
DendodendrítricaAXODENDRÍTICA
07/10/2012 49
Analiza las imágenes que a continuación se presentan y explica el efecto que tiene cada clase de neurotransmisor.
07/10/2012 50
07/10/2012 51
Analiza las imágenes que a continuación se presentan y explica el efecto que tiene cada clase de neurotransmisor.
07/10/2012 52
Analiza las imágenes que a continuación se presentan y explica elefecto que tiene cada clase de neurotransmisor.
07/10/2012 53
Potencial postsináptico
• PPI; Potencial Postsináptico Inhibitorio
• PPE; Potencial Postsináptico Excitatorio
El efecto excitatorio o inhibitorio de un NT en laneurona postsináptica dependerá del tipo decanal que presente su receptor en la neurona.
Por ejemplo:Acetilcolina, que es el primer NT identificado, a nivel del músculoesquelético genera la contracción del músculo y a nivel delmúsculo cardiaco genera la inhibición de la contracción muscular.Un ejemplo general podría ser un mismo NT con receptor encanal de Na+ o canal de K+.
07/10/2012 54
La velocidad de conducción de una fibra nerviosa depende principalmentede dos aspectos:
1. Desarrollo de una vaina de mielina: que deja sólo algunas zonas delaxolema ( mp de la neurona) descubiertas. En este caso la zona arepolarizar es muy pequeña, y se gana en velocidad de conducciónutilizando la llamada “conducción saltatoria”. En la fibra mielínica loscanales para iones sensibles a potencial se ubican en la zonaamielinizada, nodos de Ranvier. La despolarización de un nodo provocauna “corriente en remolino” que despolariza al nodo contiguo. Así, elpotencial de acción cursa por la fibra a una gran velocidad. Una ventajaadicional de la conducción saltatoria es la menor entrada y salida neta deiones sodio y potasio respectivamente, ahorrando energía en larestitución de los iones a sus compartimientos y consiguiendo ademásperíodos refractarios más cortos
2. Diámetro: Un modo de aumentar la velocidad de conducción esmediante el aumento del diámetro en los axones amielínicos, ya queincrementa la superficie de intercambio iónico.
07/10/2012 55
El recubrimiento demielina es llevado acabo por losoligodendrocitos en elSNC y las células deSchwann en el SNP aintervalos regulares(entre 1 y 3mm).
Conducción saltatoria del potencial de acción
07/10/2012 56
Conducción saltatoria del potencial de acción
• El potencial de acción “salta” de un nódulo de Ranvier a otro.
• En la MP del nódulo es donde hay canales de Na+ y K+ y bombaNa+/K+
• La conducción saltatoria permite mayor velocidad deconducción 100 veces mayor, y con menor movimiento de iones ymenor gasto energético
07/10/2012 57
07/10/2012 58
La velocidad de propagación del impulso nervioso no depende de la fuerza del estímulo si no que del diámetro del axón y de la ausencia o presencia de vaina de mielina
Existen 2 tipos de propagación del Potencial de acción:
