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Comunicación intercelular en animalesPotencial de acción nervioso
Función marcapaso
Comunicación intercelular en animales
Esencial en sistemas reguladores (Nervioso y Endócrino)
Señal intercelular: - química (NT, hormonas) ó - eléctrica (uniones en hendidura en tej.nervioso y muscular)
A) Señalización química
La señal es un NT o una hormona (caso particular: neurosecreción)
Difieren en la distancia entre las células que comunican (hormonas: autócrina, parácrina o endócrina)
Ejercen su función por la unión a un receptor (como ligandos)
Propiedades generales de la interacción ligando-receptor
- El receptor es una proteína (o glicoproteína).
- Especificidad del receptor por el ligando (el receptor presenta al menos un sitio de unión específico al ligando).
- Ligando y receptor se unen en forma reversible formando un complejo L-R.
Membrana plasmática Membrana plasmática ProteicaProteica (hidrosolubles)(hidrosolubles)
Ambas posibilidadesAmbas posibilidadesDerivadas de la tirosinaDerivadas de la tirosina (hormonas tiroideas y (hormonas tiroideas y
catecolaminas) catecolaminas) (ambas)(ambas)
Membrana nuclear o en Membrana nuclear o en citoplasma citoplasma (libre o unido a organelos)(libre o unido a organelos)
EsteroideasEsteroideas (liposolubles(liposolubles))
Localización del receptor en Localización del receptor en célula dianacélula diana
Naturaleza bioquímicaNaturaleza bioquímica
Receptores hormonales
Acciones genómicas y no-genómicas: no exclusivas de lipo e hidrosolubles respectivamente
B) Señalización eléctrica
Dos grandes elementos que hay que tener en cuenta:
3) Electrodifusión libre4) Propiedades de canales iónicos
Potencial de acción:Es un cambio brusco en el potencial de membrana que se produce por corrientes iónicas pasivas a través de sus canales
Dos tipos: electrotono y potencial de acción
B1) Potencial de acción nervioso “clásico”
Participan canales de sodio y potasio
P
Sensor de voltaje
I II III IV
COOOHNH2
citoplasma
Lazo de “inactivación”
Canal de Na+
Subunidad α
Canal de Na+
∆t, V
Modelo de la “bola con cadena” de Armstrong y Bezanilla
repolarización
Hodgking y Huxley propusieron un modelo para el canal de Na+ con tres compuertas de activación (m) y una de inactivación (h) que funcionan independientemente
INa+ = m3.h. gNa
+ . (Vm – ENa+)
Canal de K
NH2 COOH
Sensor de voltaje
Canal de K+
Hodgking y Huxley propusieron un modelo para el canal de K+ con cuatro compuertas de activación (n) independientes
IK+ = n4. gK
+ . (Vm – EK+)
repolarización
Concepto de umbralLa bomba de Na+ y K+ NO participa en la generación del PA
(Ver simulaciones)
Selectividad de canales
Tamaño K+ > Tamaño Na+ (dificulta pasaje de K+ a través de canal de Na+)
El canal de Na+ permite pasaje de iones hidratados cuyo diámetro de hidratación no superen los 5 A
°
La baja permisividad del canal de K+ para el Na+, se explica (a pesar del tamaño) por presentar un filtro de 3 A, que no puede pasar un ion hidratado (el costo para la deshidratación del Na+ es >> que para el K+).
°
Técnica de fijación de voltaje
(voltage-clamp) (introducida por
Hodgkin y Huxley por los 50’)
En base a los modelos de canales propuestos, Hodgking y Huxley (P. Nobel) calcularon la corriente total a través de la membrana para distintos Vm y calcularon cómo cambiaría el Vm ante un estímulo umbral
Potenciales de acción calculados por HyH
Potenciales de acción registrados
por HyH
INa+ = m3.h. gNa
+ . (Vm – ENa+)IK
+ = n4. gK+ . (Vm – EK
+)
Técnica “del parche” (patch clamp)
Introducida en década de los 70 por Neher y Sakmann (P. Nobel)
Corrientes totales en presencia de
TEA (se elimina la corriente de K+)
Corrientes totales en presencia de
TTX (se elimina la corriente de Na+)
B2) Potencial de acción marcapaso
Función marcapaso: Requiere de una depolarización espontánea que permita alcanzar el umbral
Nodo sinusal humano: Presenta canales de Na+ (If) que se activan con la repolarización. Son canales de apertura lenta,
no se bloquean por TTX y generan la “depolarización espontánea”. (Podría contribuir una corriente de Ca++ tipo T)
(Potenciales “lentos”)
Actividad marcapaso: forma parte de procesos biológicos
cíclicos (ultradianos)