EXCITABILIDAD ELÉCTRICA

Excitabilidad:

Se refiere a la capacidad que tienen algunas células de generar un potencial de acción.

-neuronas

-músculos

Tanto las células musculares como las neuronas, pueden ser excitadas por medios químicos, eléctricos y mecánicos produciendo como respuestas, un potencial de acción propagado que es transmitido a lo largo de la membrana celular

- Excitabilidad Neuronal

- Excitabilidad Muscular

- Músculo esquelético

- Músculo cardíaco

- Músculo liso

EXCITABILIDAD NEURONAL

Motoneurona

cono axónico

Telodendritas axónicas

Transporte anterógrado (400 mm/día)

Transporte retrógrado (200 mm/día)

Transporte Axoplásmico

Las células nerviosas presentan, un bajo nivel crítico de despolarización que debe ser alcanzado para disparar un potencial de acción (Umbral de Excitación)

Para que las células nerviosas sean excitadas, son necesarios estímulos eléctricos, químicos o mecánicos.

Dos tipos de perturbaciones físico-químicas son producidas por la acción de los estímulos:

- Potenciales locales no propagados

- Potenciales sinápticos

- Potenciales generadores o electrotónicos

- Potenciales propagados (potencial de acción)

Impulso nervioso

Características de un impulso nervioso:

- Proceso activo

- Autopropagado

- Se disloca a lo largo del nervio con amplitud y velocidad constante

Osciloscopio de Rayos Catódicos (tipo voltímetro)

Nivel de descarga

7-15 mV de despolarización = respuesta local

Aparición de un potencial en punta = nivel de descarga

Corriente catódica

Corriente anódica

Potencial de Acción

La señal que lleva la información a lo largo del sistema nervioso se llama potencial de acción o pico de potencial o potencial en punta o potencial en espiga o impulso nervioso.

El Potencial de Acción, en términos muy simples, es una inversión rápida de la polaridad, de modo que, por un instante, el lado citoplasmático de la membrana es cargado positivamente en relación al lado externo de la misma.

Axón sin mielina

Axón con mielina

15 mV

(ultrapasar)

Isopotencial = potencial 0

post-despolarización (caída más lenta)

Marca el momento en que el estímulo fue aplicado (salida de corriente desde el electrodo)

(Intervalo isopotencial)

Canal de Na+

Canal de K+

Bomba Na+/K+

Flujos iónicosdurante el Potencial de Acción

Post-despolarización:

La demora post-despolarización en alcanzar el voltaje original en reposo, se debe a que el trabajo auxiliar de las bombas Na+/K+, que es el de reorganizar los gradientes iónicos de sodio y potasio, es realizado en contra de un vaciamiento excesivo de K+.

Post-hiperpolarización:

Los canales de K+ dependientes de voltaje que están abiertos, adicionan a la membrana en reposo más permeabilidad al potasio. Concomitantemente, la permeabilidad para el ión Na+ está reducida debido al cierre e inactivación de canales de Na+. Consecuentemente, el potencial de membrana muda en dirección al potencial de equilibrio del K+, causando hiperpolarización. Esto mantiene hasta que los canales de K+ dependientes de voltaje completan su cierre.

Variaciones relativas en la excitabilidad durante el pasaje de un impulso

Período refractario absoluto (1/3)Canales de sodio inactivados

Período refractario relativo

Período refractario absoluto:

Corresponde al período cuando es alcanzado el nivel de descarga hasta el primer tercio de repolarización. En este período los canales de sodio son inactivados cuando la membrana se torna fuertemente despolarizada.

Período refractario relativo:

Comienza después del primer tercio de repolarización y se extiende hasta el comienzo de la fase post-despolarización. Cuando una parte de los canales de sodio dependientes de voltaje fueron desactivados, es posible, con una corriente despolarizante mayor, disparar otro potencial de acción.

canal inactivo desactivado

La conducción en los axones:

- Amielínico

- Mielínico

corriente iónica corrientes locales

umbral más alto despolarización

sólo los nodos son excitables

1-2 mm

bajo umbral de excitación

La naturaleza autopropagada del impulso nervioso es debido a un flujo circular de corriente y a las sucesivas despolarizaciones electrotónicas, alcanzando el nivel de descarga de la membrana en frente del potencial de acción.

El impulso nervioso propagado, no despolariza la membrana atrás de él hasta el nivel de descarga, puesto que esa área es refractaria.

Potenciales de Acción Compuestos

Potencial de acción bifásico

Axones largos Axones más pequeños

EXCITABILIDAD DE UNA FIBRA MUSCULAR

Músculo Esquelético

Efecto de curare

Potencial de placa motora

Efecto de toxina botulínica

miofibrillas

Túbulos T

Retículo sarcoplasmático

Músculo Cardíaco

Despolarización rápida

entrada de Na+

Repolarización rápidaabertura de canal de K+ transciente

Plateau (Ina+, Ica++, IK+)

Repolarizante rápida (gran eflujo de K+)

Potencial de reposo (IK+ y corriente acarreada por la bomba Na+/K+

Músculo Liso

-40 –80 mV