TEMA II: POTENCIAL DE MEMBRANA O POTENCIAL DE ACCIN
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
FACULTAD DE INGENIERA
E.A.P. INGENIERA GEOLGICA
POTENCIAL DE MEMBRANA O POTENCIAL DE ACCIN
CURSO
:BIOLOGA GENERAL
INTEGRANTES: DIAZ MURGA, Renyer Franz.
GUEVARA VSQUEZ, Patricia del Carmen.
MEJA ESPINOZA, El.
QUILICHE PERALTA, Eduar.
QUISPE LLICO, Doris.
PROFESORA:
AO
: SEGUNDO AO
CICLO
: TERCER SEMESTRE
Cajamarca, 09 de junio del 2014.
INDICE
Pg.INTRODUCCIN
3I. MARCO TERICO
41.1. CONCEPTO DE POTENCIAL DE MEMBRANA O DE ACCIN4
1.2. BASES INICAS DEL POTENCIAL DE REPOSO
41.3. CONCEPTO DE POTENCIAL DE ACCIN BASES INICAS
71.4. LEY DEL TODO O NADA
81.5. BASES INICAS
9
1.6. CONDUCCIN DEL IMPULSO NERVIOSO
10II. CONCLUSIONES
14III. BIBLIOGRAFA
14ANEXOS
15INTRODUCCINA finales del siglo XVII, se hicieron los primeros
estudios sobre la biolectricidad, y es Aloisius Galvani quien
realiza los primeros estudios sobre contracciones de ancas de rana
por efecto de la electricidad. l dedujo que el rgano encargado de
general la electricidad necesaria para hacer contraer la
musculatura voluntaria era el cerebro. Demostr asimismo que los
cables o conectores que el cerebro utilizaba para canalizar la
energa hasta el msculo eran los nervios.
Como resultado de la permeabilidad selectiva de la membrana
plasmtica, la presencia de molculas con carga negativa que no se
difunden dentro de la clula y la accin de varias unidades de bomba
sodio-potasio; hay una distribucin desigual de cargas a travs de la
membrana. Como consecuencia, el interior de la clula tiene mayor
cantidad de cargas negativas en comparacin con el exterior. Esta
diferencia de carga, o diferencia de potencial, se conoce como el
potencial de membrana.I. MARCO TERICO
1.1. CONCEPTO DE POTENCIAL DE MEMBRANA O DE ACCIN
Aqu se describe la llamada Teora de Singer y Nicolson (1972) o
Teora del mosaico fluido.
La membrana est formada por una bicapa lipdica, por protenas
perifricas en la parte interna y externa y por protenas integrales
que atraviesan de punta a punta la membrana, son los llamados
canales por donde pasan los iones. Esos canales pueden estar en
estados diferentes, abiertos o cerrados.
Se ha medido la composicin que tiene el lquido extracelular e
intracelular y se ha averiguado que es diferente1.2. BASES INICAS
DEL POTENCIAL DE REPOSOIONESINTRACELULAREXTRACELULAR
Na +14 mM142 mM
K -140 mM4 mM
Cl -4 mM120 mM
HCO 3 - (bicarbonato)10 mM25 mM
H + (hidrogeniones)100 mM40 mM
Mg 2 +30 mM15 mM
Ca 2 +1 mM18 mM
Cuadro N 01: Concentraciones para diferentes iones.Cuando una
clula est en reposo (no estimulada ni excitada) los canales de
potasio estn abiertos, el potasio tender a salir hacia el exterior
(iones de K), son cargas positivas por tanto el interior celular
ser negativo respecto al exterior celular
Fig. N 01. Potencial de reposo. Bases inicas.Todas las clulas
tienen potencial de reposo (hepatocito) en base a una diferencia
inica dentro y fuera de la clula, pero no todas tienen capacidad de
desarrollar potenciales de accin.
Fig, N 02: Potencial de una MembranaLas clulas excitables
(neuronas) poseen u potencial de reposo muy estable (entre -60 y
-100 mV). En las clulas no excitables, el potencial de reposo es
menos estable, pueden haber oscilaciones entre (-40 y -60 mV), est
ms despolarizado; tambin se puede medir mediante la Ecuacin de
Goldman.
Fig. N 03. Ecuacin de Nernst, es la ecuacin de Goldman reducida
a un solo in
El potencial de reposo se debe principalmente a la permeabilidad
a otros iones. La contraccin sincronizada de todas las clulas que
estn acopladas elctricamente constituyendo el tejido cardaco,
genera la contraccin sincrnica de cada una de las cmaras del
corazn. La contraccin de cada clula est asociada a un potencial de
accin.
Hay que tener en cuenta: Colocar un electrodo en el interior de
la clula y otro en el exterior
El potencial de reposo siempre es negativo. 80 mv.
El interior celular siempre es negativo
La permeabilidad ms importante durante el potencial de reposo en
la de potasio
Tambin participan pero con muchsima menor permeabilidad otros
iones como el sodio,
Tambin participan la bomba sodiopotsica electrognica,
intercambia iones, 3 molculas de Na, por 2 molculas de K, por cada
molcula de ATP hidrolizada. De esta manera ese poquito sodio que se
haba perdido es devuelto al interior de la clula
1.3. CONCEPTO DE POTENCIAL DE ACCIN BASES INICAS
Todas las clulas poseen potencial de reposo pero no todas son
capaces de generar un potencial de accin. Las clulas excitables que
generan potenciales de accin son:
Neuronas. Clulas nerviosas
Clulas musculares. Msculo liso (vsceras internas, tero, urteres
e intestino), msculo estriado (msculo esqueltico y del corazn)
Clelas sensoriales. Preceptores de la vista y del odo
Clulas secretoras. Glndulas salivares, parotida
Clulas relacionadas con el sistema Endocrino. Adenohipfisis,
islote de Langerhans (insulina)
El hepatocito no requiere un potencial de accin. Las clulas las
podemos estimular de forma:
Mecnica. Punzn
Qumica. Con un neurotransmisor
Elctrica. Es la ms parecida a la fisiologa y mide exactamente la
intensidad del estmulo que estamos aplicando a esa clula.
Fig. N 04: Conductancia del sodio y del potasio en funcin del
tiempo
El potencial de accin de la fibra nerviosa dura de alrededor de
unos 2 msg, en la fibra muscular esqueltica tambin son excitables,
es similar al potencial reaccin pero tienen mayor amplitud 5
msg.
El potencial de accin en la fibra muscular cardiaca tiene
caractersticas distintas, posee una gran meseta y su amplitud es
mucho mayor 200 msg.
Fig. N 05. Potencial de Accin
El potencial de accin se caracteriza porque existe una inversin
de la polaridad, el interior celular negativo pasa a positivo en el
momento en que el potencial de accin pasa por ah. El potencial de
accin no es decremencial, no disminuye durante su traslado, es
mantenido.
Fig. N 05. Potencial de Accin
1.4. LEY DEL TODO O NADA
El potencial de accin responde a la ley de todo o nada, el
potencial para que tenga lugar necesita de un estmulo liminal que
llegue al punto crtico de dispara de esa clula.
a) Despolarizacin lenta. -70 mv hasta -55 mv
b) Despolarizacin rpida. - 55 mV hasta +35 mV.
c) Repolarizacin rpida. + 35 mv 2/3 del descenso
d) Repolarizacin lenta (hasta - 70 mV)
e) Hiperpolarizacin. -70 mV hasta - 75 mV.
Fig. N 06. Potencial de Accin
El potencial de accin se produce o no siendo igual. No se
produce si el estmulo no alcanza el punto crtico de la clula, y si
se supera si que hay potencial. La ley se cumple para fibras
aisladas, para una fibra nica, pero no se cumple cuando existen
mltiples fibras nerviosas (axones)
1.5. BASES INICAS
En 1954, dos investigadores llamados Hodgkin y Huuxley midieron
las corrientes inicas que suceden durante el potencial de
accin.
Las bases inicas son:
Permeabilidad al sodio y al potasio
Despolarizacin al sodio y al potasio
Repolarizacin al sodio y al potasio
Se observan cambios de conductancia para el Na y el K durante el
potencial de accin. Durante la despolarizacin y repolarizacin
midieron la conductancia.
El potencial de accin en su fase de despolarizacin existe un
aumento de la permeabilidad del Na (hay ms Na fuera por eso entra),
es bsicamente en la neurona, fibra muscular. En el caso de la
produccin de insulina aumentar la permeabilidad del calcio.
Fig. N 07. Bases inicasLa repolarizacin es debida a un aumento
del pk, siempre debido a la conductancia al K (salida del K). Adems
pueden aparecer otros iones que estudian morfologas un poco
distintas.
El potencial de equilibrio para el sodio se puede calcular
utilizando la ecuacin de Golman, para la medida exacta lo mejor es
el registro intracelular.
La bomba sodiopotsica electrognica tambin participa porque tiene
la capacidad de devolver a su sitio los iones
1.6. CONDUCCIN DEL IMPULSO NERVIOSO
A. PERODOS REFRACTARIOS
Supone una situacin de inescitabilidad de la membrana cuando una
clula acaba de ser estimulada y acaba de generar un potencial de
accin, el potencial de accin inmediatamente no puede generar
otro.
Absoluto: perodo de tiempo inmediatamente despus de un potencial
de accin en donde no hay respuesta independientemente de la
intensidad del estmulo que se le aplique.
Relativo: perodo de tiempo despus del perodo absoluto en donde
si que hay respuesta pero slo si se le aplica una intensidad de
estmulo por encima del umbral de excitacin de la clula
B. TEORA DE LOS CIRCUITOS LOCALES O TEORIA DEL POZO O FUENTE
Por el hecho de existir cargas positivas al lado de negativas se
generan unas corrientes locales que van desde el positivo al
negativo, esa corriente va a ser la que va a ir desplazando la zona
vecina. No se puede volver hacia atrs porque est el perodo
refractario absoluto.
Existen dos tipos de clulas nerviosas:
Neuronas mielnicas
Neuronas no mielnicas
La conduccin del impulso nervioso es diferente para cada una de
ellas. La conduccin nerviosa en las fibras mielnicas es una
transmisin rpida, por trmino medio tienen unas 20 um de dimetro con
una velocidad de conduccin de unos 100 m/sg.
El potencial de accin es enviado mediante la Teora saltatoria,
lo que hace esa despolarizacin es que va saltando de nodo de
Ranvier en nodo.
La transmisin sin mielina es lenta por trmino medio de 0,5 um de
dimetro y la velocidad de conduccin de alrededor de 0,5 m/sg, la
transmisin se va produciendo en toda la zona de axn.
Fig. N 08. Despolarizacin rpida en la espiga
Fig. N 09. Despolarizacin lenta
La transmisin del impulso nervioso saltatorio de las clulas con
melina es ms econmica energticamente para el organismo. Una molcula
de ATP intercambia 3 de Na y 2 de K.
La velocidad de conduccin se mide conociendo 2 parmetros.
La distancia entre el estimulador y el registrador
Potencia (tiempo transcurrido entre en encendido de Eshm y el
inicio del potencial de accin)
Fig. N 10. Velocidad de conduccinFactores que condicionan la
velocidad de conduccin
El dimetro de la fibra. A mayor dimetro, mayor velocidad de
conduccin. Existe una relacin entre el incremento del dimetro y en
incremento de la velocidad de conduccin.
La temperatura. La velocidad de conduccin se eleva
progresivamente al elevar la temperatura, desde 5C hasta 40C, a
partir de los 40C se estabiliza.
Si se superan los 45C hay un bloqueo de la conduccin nerviosa y
como consecuencia la muerte, por eso es tan importante controlar la
temperatura del organismo. Una fiebre que supere los 40C se debe
bajar porque podra causar daos irreversibles en el sistema
nervioso.
La edad de la fibra. La velocidad de la fibra es mayor en funcin
de la edad y se detiene manteniendo una velocidad fija cuando se
llega a la pubertad.II. CONCLUSIONES la vida depende de potenciales
elctricos producidos por las clulas.
El transporte a travs de la membrana es muy importante para la
vida de las clulas.
La membrana tiene una propiedad de ser anfipatica lo cual es muy
importante para el equilibrio de las sustancias en nuestro
organismo
III. BIBLIOGRAFA
Ibarra, A. J. (s.f.). POTENCIAL DE MEMBRANA O POTENCIAL DE
ACCIN. Obtenido de
http://www.aibarra.org/apuntes/fisiologia/Fisio-Completa/Nervioso/TEMA%20II.%20POTENCIAL%20DE%20MEMBRANA%20O%20POTENCIAL%20DE%20ACCI%C3%93N.doc.:
Medciclopedia. (s.f.). Equilibrio inico y potencial de membrana.
Obtenido de http://www.iqb.es/cbasicas/fisio/cap02/cap2_01.htm
Regalado, A. (s.f.). Potencial de membrana y potencial de accin.
Obtenido de Fisiologa humana:
http://www.monografias.com/trabajos41/potencial-membrana/potencial-membrana2.shtml
Universdad de Alcal. (s.f.). Excitabilidad. Potenciales de la
membrana. Obtenido de Fiosologa General:
https://portal.uah.es/portal/page/portal/GP_EPD/PG-MA-ASIG/PG-ASIG30643/TAB42351/Tema%203.%20Equilibrio%20ionico%20y%20potencial%20de%20membrana%20de%20reposo%20.ppt.
Wikipedia. org. (s.f.). Potencial de membrana. Obtenido de
http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_de_membrana
ANEXOS1. IONES DEL POTENCIAL DE REPOSO
Fig. N 11. Esquema que muestra los iones ms importantes
involucrados en el potencial de reposo celular. Se observa alta
concentracin de sodio (150 mM ) y baja de potasio (4 mM potasio) en
el extracelular. En el intracelular la situacin es inversa.2.
POTENCIAL DE REPOSO
Fig. N 12. Esquema que muestra el registro del potencial de
reposo o de membrana de una clula.
3. CANALES INICOS DEL AXN
Fig. N13. Esquema de los canales inicos presentes en el axn4.
GENERACIN DE UN POTENCIAL DE ACCIN EN UN AXN
Fig. N 14. El esquema muestra los canales inicos involucrados en
la generacin de un potencial de accin en un axn. El proceso se
inicia cuando los canales de sodio activados por voltaje se abren y
los iones sodio ingresan al interior de la clula y esta se
despolariza.5. PROPAGACIN DEL IMPULSO NERVIOSO
Fig. N 15. Esquema que muestra la propagacin del impulso
nervioso en el axn. Se indica adems la direccin en que viaja el
impulso dentro del axn.6. DESPOLARIZACIN Y REPOLARIZACIN DEL
AXN
Fig. N 16. Se compara la propagacin del potencial de accin en
una fibra sin mielina (a) y una fibra mielinizada (b). Se conoce
como conduccin saltatoria al hecho que el potencial de accin ocurre
en las zonas no cubiertas con mielina o nodos de Ranvier
-70
-60
0
+35
Tiempo
Perodo Refractario absoluto
Perodo Refractario relativo
Posdepolarizacin
Perodo de Adhesin latente
Poshiperpolarizacin
19
