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POTENCIALES EN LAS NEURONAS

SD1 / SDA1/T5

Lea atentamente las siguientes indicaciones y realice lo que se solicita. DATOS PREVIOS: En la guía anterior dijimos que las células presentan:

Cargas eléctricas en el interior y exterior(iones)

Polos positivo y negativo. Más cargas a un lado (+) que al otro (-)

Potenciales(∆V). Diferencia entre un lado y otro en las cantidades de carga.

y que los iones pueden moverse a través de canales o bombas (corriente eléctrica)

Los potenciales pueden observarse a través del osciloscopio. Las células nerviosas o neuronas también presentan cargas.

Las neuronas presentan en su exterior gran cantidad de Na+, Ca++ y Cl- y muy poco K+. Las neuronas presentan en su interior gran cantidad de K+ y muy poco Na+, Ca++ y Cl-. Entre los años 1946 y 1952 Los científicos ingleses Alan Hodgkin y Andrew Huxley estudiaron los potenciales en neuronas gigantes del calamar(axones de 1mm de diámetro) leer el artículo de https://jralonso.es/2015/12/01/el-axon-gigante-del-calamar/ Explicaremos paso a paso y en forma muy simple el trabajo realizado para la comprensión del impulso nervioso.

Tomaron una neurona gigante de calamar.

Tomaron un osciloscopio.

Conectaron un electrodo en el interior y otro en el exterior del axón.

Prendieron el osciloscopio y obtuvieron la siguiente gráfica. (recuerde que la gráfica sólo presenta lo que ocurre en el interior y en el espacio entre los dos electrodos)

Nombre estudiante:

Fecha:

Nivel/curso: 2° / Asignatura: BIOLOGÍA

Competencia(s) BIOc1 Docente autor: RENATO LEZANA

Desempeño: Reconoce los potenciales presentes en las neuronas

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Al analizar la gráfica observaron dos cosas:

1. La diferencia de potencial (∆V), entre el interior y el exterior es de -70 mV. (hay 70 veces más cargas en el exterior que en el interior)

2. En el exterior hay más cargas (polo positivo) y menos en el interior, debido a que el potencial les dio negativo (recuerden que solo se observa lo que ocurre en el interior)

A la diferencia de potencial (∆V) de una célula se le llama potencial de membrana.

En las neuronas y músculos, el potencial de membrana se le llama potencial de reposo,

debido a que estas células presentan este potencial cuando están en reposo y no reciben ningún estímulo. En especial las neuronas que son excitables frente a estímulos y pueden cambiar su potencial de reposo o membrana. Ahora volviendo al gráfico, si la neurona no recibe ningún estimulo, su potencial de reposo permanecerá constante en -70mv a través del tiempo. Esto se observa porque la línea permanece constante.

Cada tipo de neurona de un órgano sensorial es especifica ya que está adaptada para captar un sólo tipo de estímulo. (receptores)

Un estímulo es un cambio de energía interno o externo (luz, temperatura, sonido, presión y cambios químicos)

CONTINUANDO con el experimento, una vez analizado lo anterior le aplicaron un estímulo

al axón.

NOTA: Una neurona responde a un estímulo a través de su membrana, abriendo canales.

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Con el estímulo se abrieron canales de Na+ y comienza a entrar Na+, lo que hace que en el interior existan más cargas que el exterior, por lo cual la polaridad del interior se hace positiva. Esto se observa en la gráfica. En el experimento real la ∆V llego a +40mV. Como la polaridad interior cambia de negativo a positivo se dice que ocurre la DESPOLARIZACIÓN.

Seguidamente el cambio de polaridad del interior provoca que se abran los canales de K+ y sale el K+, por lo tanto, ahora empieza a haber más cargas en exterior y menos en el interior, por lo cual la polaridad interior nuevamente comienza a ser negativa. Debido a que la polaridad vuelve a ser como en el inicio a esta etapa se le denomina REPOLARIZACIÓN. Pero existe una diferencia ya que, aunque la polaridad es igual que al principio la distribución de cargas no es igual, ahora hay más K+ en el exterior y menos en el interior y hay más Na+ en el interior que en el exterior.

En la mayoría de las neuronas sale mucho K+ provocando que la polaridad del interior sea

más negativa y el exterior muy positivo a esta etapa se le denomina HIPERPOLARIZACIÓN

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La hiperpolarización provoca que comience a trabajar la bomba sodio potasio, la cual

mediante el uso de energía (ATP) devuelve al interior dos K+ y al mismo tiempo saca tres Na+, hasta que se RECUPERAN las concentraciones iniciales de los iones quedando la membrana en el potencial de reposo.

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Todo lo explicado anteriormente se denomina POTENCIAL DE ACCIÓN o IMPULSO NERVIOSO.

Todo lo explicado anteriormente ocurre en milésimas de segundo.

Todo lo explicado anteriormente se observa en la gráfica del osciloscopio como un movimiento rápido que se puede gravar o imprimir. (igual que cuando en las películas se ve en una pantalla el electrocardiograma del corazón, con el famoso sonido pip, pip, pip,)

En resumen, un Potencial de acción o impulso nervioso es que cuando la neurona recibe un estímulo apropiado, la membrana responde, abriendo canales de sodio y entra Na+, se abren los canales de potasio y sale K+ y la bomba recupera las concentraciones de Na+ y K+.

Más resumido; en el potencial de acción o impulso nervioso, entra sodio sale potasio y se recupera.

NOTA: el osciloscopio solo muestra; lo que ocurre entre las dos puntas de los electrodos y en el interior de la célula nerviosa o neurona.

El potencial de acción ocurre en la membrana en el lugar donde se aplica el estímulo y después se comienzan a abrir los canales que están más cerca y luego sigue por toda la membrana como una onda. Por eso se dice que el potencial de acción o impulso nervioso es bidireccional en la neurona.

En el fondo seria como si alguien tocara con un dedo tu piel(estímulo) y te diera un escalofrío que parte desde donde te tocaron, hasta recorrer toda tu piel.

Conteste lo siguiente.

1. ¿Cuáles son los dos tipos de potenciales que encontramos en una neurona?

2. En el gráfico XY, ¿Cuál es el valor del potencial de reposo?

3. En el gráfico XY, ¿Cuál es el valor máximo del potencial de despolarización?

4. En el gráfico XY, ¿Cuál es el valor del potencial máximo de la hiperpolarización?

5. En el gráfico XY, ¿Cómo se denomina la etapa señalada con la letra “i”?

6. En el gráfico XY, ¿Qué ocurre en la etapa señalada con la letra “g”?

7. En el gráfico XY, ¿Qué ocurre en la etapa señalada con la letra “h”?

8. En el gráfico XY, ¿Qué ocurre en la etapa señalada con la letra “j”?

9. En el gráfico XY, ¿Cuántos milisegundos dura el potencial de acción?

10. En el gráfico XY, ¿Cuántos milisegundos dura la despolarización?

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11. En el gráfico XY, después del estímulo, ¿Cuántos milisegundos demora en igualarse la cantidad de cargas externas con las internas?

Completa el cuadro con lo que solicita, básate en los ejemplos de respuesta para cada etapa

Etapas a b c d e f

Nombre de la etapa

Recuperación Potencial

de reposo

o ∆V de

reposo

Polaridad externa

negativa positiva

Polaridad interna

positiva Muy negativo

Canal de Na+

abierto cerrado

Iones Na+

Más afuera

que adentro

Salen 3 por

cada ATP

Canal de K+

cerrado abierto

Iones K+ Sale mucho Más

adentro

que

afuera

Bomba Na*-K+

Inactiva Trabajando

saca Na+ y

entra K+

Inactiva

¿Enqué tipo de neuronas se conduce más rápido el impulso nervioso, las desnudas o las con vaina de mielina, con mayor o menor díametro?

a

g

d

c b e f

h

i

J

FIGURA XY. Gráfico hipotético de un ∆v de una neurona receptora del ojo (cono)

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