Potencial de Acción e Impulso Nervioso

Potencial de Membrana en Reposo

Generalidades

n  Las neuronas producen señales eléctricas que transmiten información

n Desarrollan mecanismos elaborados para generar señales ¨ Basados en flujo de iones a través de sus

membranas plasmáticas

Ped. Educación Diferencial UPV

Generalidades

n  En la parte receptora de la célula, las dendritas establecen contactos con los axones procedentes de otras células, separado por un espacio ¨ 20 billonésimas partes de un metro.

n  Una dendrita puede recibir contactos de una, varias o miles de neuronas.

n  Estos puntos en donde se establecen los contactos es lo que se conoce como SINAPSIS, término que proviene del griego y que significa “unido”.


Generalidades

n Espinas dendríticas à sobresalen de las dendritas como pequeños micrófonos en busca de señales. ¨ Mayoría sinapsis células corteza cerebral

n  La comunicación entre las células nerviosas en estos puntos de contacto es lo que se conoce como à transmisión sináptica


Generalidades

n  Cuando una dendrita recibe uno de los mensajeros químicos liberados por uno de los axones al espacio que los separa, se crean en ella corrientes eléctricas en miniatura

n  Estas corrientes pueden dirigirse a la célula, y son llamadas excitatorias o bien se mueven hacia fuera de la célula, y entonces son llamadas inhibitorias.


Generalidades

n  Corrientes positivas y negativas ¨ Se acumulan en las dendritas y se dispersan

posteriormente por el cuerpo celular. n  Si estas corrientes no crean suficiente actividad al

sumarse acaban muriendo y no ocurre nada más. n  Sin embargo, si estas corrientes al sumarse

superan el umbral de actividad, entonces la neurona enviará un mensaje a las otras neuronas vecinas.



n  Las neuronas originan un potencial negativo (-) ¨ Potencial de Membrana en Reposo

Estímulo Cambio Potencial de Membrana de

reposo Señales

Eléctricas


Potencial de Membrana en Reposo n Neuronas

¨ Todas están polarizadas eléctricamente n  Líquido Intracelular

¨ Principalmente K+ n  Líquido Extracelular

¨ Principalmente Na + Cl-


n  Dentro de la neurona ¨ > Potasio ¨ < Sodio

n  En comparación con el exterior n  La tendencia sería que los iones de Potasio

salgan à gradiente de concentración…. Al salir la neurona quedaría relativamente cargada negativa

n  ¿Qué se hace para mantener el equilibrio?


n  Existen canales activos n  Otros Iones cruzan la

membrana n  La diferencia de potencial a

ambos lados de la membrana en el equilibrio se relaciona con El Potencial de Equilibrio de Nernst (ecuación)

n  Es la utilizada para obtener el potencial de equilibrio para un ion.



n  El cloro esta en equilibrio, dado que lo que entra sale de la célula.

n  El potasio sale mas. n  El sodio entra mas. n  El potencial de reposo no se va hasta lo positivo

con la entrada de sodio por la poca permeabilidad que hay para este, y por la bomba de Na-K.

n  Se gasta energía en la bomba de Na-K porque los gradientes tienen a meter al sodio y se necesita la energía para sacarlo.



n Bomba Na+/K+ ATPasa ¨ Extrae iones Na+ de la

célula contra gradiente (eléctrico y químico)

¨ Entran 2 K+ ¨ Salen 3 Na+ ¨ Requiere energía



Impulso Nervioso y Potencial de Acción

Impulso Nervioso y Potencial de Acción n  Impulsos nerviosos:

¨ Ondas transitorias de inversión del voltaje que existe a nivel de la membrana celular, que se inician el sitio en que se aplica el estímulo.

¨ Cada una de estas ondas corresponde a un potencial de acción


Impulso Nervioso y Potencial de Acción n  Los potenciales de acción viajan a lo largo

del axón como una onda a lo largo de una cuerda.


Impulso Nervioso y Potencial de Acción n  Las neuronas para comunicarse necesitan

propagar una señal n Gestionan energía almacenada en forma

de gradientes físicos y químicos n  Los axones de las neuronas transmiten

pulsos eléctricos à Potencial de Acción




Impulso Nervioso y Potencial de Acción n  Esta corriente à se propaga ya que a lo

largo de la membrana del axón existen canales iónicos, que se pueden abrir y/o cerrar permitiendo el paso de iones eléctricamente cargados.

n  Alguno de estos canales permite el paso de iones de sodio (Na+), mientras que otros permiten el paso de iones de potasio (K+).


Impulso Nervioso y Potencial de Acción n Cuando los canales se abren

¨ Los iones de Na+ y K+ pasan creando gradientes químicos y eléctricos opuestos en el interior y exterior de la célula, en respuesta a la despolarización eléctrica de la membrana.




Potencial de Acción



Potencial de Acción se Inicia

Se abren canales de Na+

Entra un pulso de Na+ a la célula

Inmediatamente se establece un

nuevo equilibrio Voltaje cambia en

100 mV aprox



Cambio de potencial Canales de K+ se abren

Pulso de iones K+ hacia afuera

Potencial dentro de la célula vuelve

nuevamente a su valor normal (Negativo)



n  Se necesitan muy pocos iones atravesando la membrana para producir este efecto y la concentración de Na+ y K+ dentro del citoplasma durante un potencial de acción no varia significativamente.

n  De todas formas, a largo plazo el equilibrio iónico dentro de la célula se mantiene gracias al trabajo de las bombas iónicas, que se encargan de eliminar el exceso de sodio.


Potencial de Acción n  Un potencial de acción es un complejo proceso

eléctrico. n  Las fibras nerviosas se comportan como conductores

eléctricos (aunque son menos eficientes que los cables con aislamiento), por lo cual, un potencial de acción generado en un punto concreto genera otro gradiente de voltaje entre las porciones de membrana, activadas y en reposo, adyacentes a él.

n  Por tanto, el potencial de acción se propaga como una onda de despolarización de un extremo de la fibra nerviosa a la otra.





n En las fibras nerviosas amielínicas ¨ El impulso se conduce, como una onda

continua de inversión de voltaje hasta los botones terminales de los axones en la forma de canales iónicos.

¨ La velocidad que es proporcional al diámetro del axón y varía entre 1 a 100 m/s.



n En las fibras nerviosas mielínicas ¨ Axón à cubierto por una vaina de mielina

formada por la aposición de una serie de capas de membrana celular, que actúa como un aislante eléctrico del axón.

¨ Células sucesivas de mielina ¨ Separadas por nodo de Ranvier




n  Nodo de Ranvier ¨ Puede ocurrir flujo de iones a través de la membrana

axonal. ¨ El axolema tiene una alta concentración de los

canales de Na+ sensibles a voltaje. n  Conducción saltatoria del potencial de acción n  La inversión del voltaje inducido en nódulo de

Ranvier à propagación pasiva rápida de la corriente por el interior del axón y por el extracelular hasta el nódulo siguiente donde produce la inversión del voltaje.




n  La consecuencia de esta estructura es que en los axones mielínicos la conducción del impulso nervioso es más rápida (6 veces + rápida)

n  La velocidad de conducción del impulso nervioso es proporcional al diámetro del axón y a la distancia entre los nodos de Ranvier.


Impulso Nervioso y Potencial de Acción n Potencial de Acción

¨ Reacción de Todo o Nada a la entrada de iones cargados (+)

¨ Se genera en el cono axónico n  Gran concentración canales Na+ n  Bajo umbral


Gracias…

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Potencial de Acción e Impulso Nervioso