Biopotenciales 1

BIOPOTENCIALES

• DEFINICION DE POTENCIALES

° Los potenciales son magnitudes que pueden ser escalares o vectoriales, los cuales sirven para describir la evolución o variación probable de otras magnitudes. Tienen muchas aplicaciones ; en Física, podemos mencionar a los potenciales eléctricos, gravitatorios , newtonianos y de vectores magnéticos ; en Química , a los potenciales químicos, termodinámicos de reducción y oxidación , de Coulomb y en Biología , en lo que hablaremos a lo largo de este seminario son los Biopotenciales , en los que hablaremos del Potencial de Membrana , potenciales de reposo, de acción , evocados (donde se estudia la respuesta del SNC a los estímulos sensoriales ) y los potenciales hídricos.

• ¿QUE SON LOS BIOPOTENCIALES?

° Un biopotencial, es un potencial eléctrico que puede medirse entre dos puntos en células vivientes, tejidos y organismos y que es consecuencia de algunos de sus procesos bioquímicos , como es el caso de la bomba electrógena de sodio y potasio o la fosforilacion oxidativa y procesos fisiológicos como en la sinapsis y la contracción muscular , las magnitudes de los potenciales bioelectricos son indeterminados cuya que varían con el tiempo y entre diferentes individuos aunque estos puedan estar sanos y las condiciones de medición sean las misma. Además se debe mencionar que la generación de un biopotencial se debe e a las constantes recepciones de señales de los sensores biológicos a los que está sometido el hombre.

• IMPORTANCIA DE LOS BIOPOTENCIALES EN EL ENTE BIOLOGICO

° Los Biopotenciales son importantes porque a través de las membranas de la gran mayoría de las células del organismo existen potenciales eléctricos; algunas células como las nerviosas (neuronas) y células musculares son excitables, quieren decir que estas células son capaces de autogenerar impulsos electroquímicos rápidamente cambiantes en sus membranas. La mayor parte de los casos, estos impulsos se pueden utilizar para transmitir señales a lo largo de las membranas nerviosas y musculares. En otros tipos de células como las células glandulares, los macrófagos y células ciliadas, los cambios locales en los potenciales de membrana desempeñan también papeles importantes en el control de muchas delas funciones celulares.

• POTENCIALES DE MEMBRANA: DEFINICIONES

° Los potenciales de membrana son cambios rápidos de polaridad a ambos lados de la membrana, los cuales separan dos disoluciones de diferente concentración, como la membrana celular que separa el interior y el exterior de una célula.

° Duran menos de 1milisegundo.Cuando se habla de potenciales de membrana, se debería de hablar del "potencial de difusión" o "potencial de unión líquida” ya que dicha diferencia de potencial esta generada por una diferencia de concentración iónica a ambos lados de la membrana celular, es decir los potenciales de membrana son provocados por difusión . Además, Los potenciales de membrana son la base de la propagación del impulso nervioso, ya que a partir de estos potenciales se desencadenaran los potenciales de reposo y acción.

• EXPLIQUE LA IMPORTANCIA DEL PMR EN UN TEJIDO EXCITABLE

° Su importancia radica en que el potencial de membrana en reposo es el que presentan las células cuando no participan en una respuesta fisiológica importantes en la que esté implicada la membrana plasmática , tal como la contracción o la secreción , en muchos casos , las respuestas fisiológicas son inducidas por una disminución del potencial de membrana (es decir el potencial se hace menos negativo ) el cual se denomina despolarización , también el PMR es el que mantiene al citoplasma eléctricamente negativo frente al líquidos extracelulares , cabe recalcar la importancia del PMR para la excitabilidad de las neuronas , musculo esqueléticos , liso y corazón . También es importante en la función de otras células no excitables o epiteliales (órganos de los sentidos) o linfáticos.

• EXPLIQUE EL ORIGEN DEL PMR

° El PMR tiene su origen la membrana celular. Este potencial se forma dado la gradiente de concentración del ion potasio (K) y del ion sodio (Na) que al estar distribuido de manera desigual, esto va a generar una carga intracelular negativa y una carga extracelular positiva.

• EXPLIQUE EL PORQUE DE LA NEGATIVIDAD DEL PMR

° La negatividad de la PMR se forma cuando un catión positivo difunde a través de la célula en contra de su gradiente de concentración dejando el lugar anterior con menos cargas positivas y con las mismas cargas negativas de antes por lo que la carga predominante va a ser la carga negativa.

• IMPORTANCIA DE LA BOMBA DE SODIO/POTASIO

° La acción de la bomba de sodio potasio es de mantener la diferencia de concentración de sodio y potasio a través de la membrana celular, expulsando Na del interior en contra de su gradiente electroquímico y al mismo tiempo bombear iones potasio desde el exterior hacia el interior, controlando así el volumen celular y estableciendo así un voltaje negativo en el interior. Además, es la base de la función nerviosa, porque permite transmitir las señales nerviosas por todo el sistema nervioso.

° Proporciona una contribución adicional de negatividad al potencial de reposo, aproximadamente unos -4Mv.

• EXPLIQUE EL REGISTRO DEL PMR

° El potencial de reposo es aquel que se registra por la distribución asimétrica de los iones (principalmente sodio y potasio) cuando la célula está en reposo fisiológico, es decir, no está excitada. Estos potenciales son generalmente negativos, y pueden calcularse conociendo la concentración de los distintos iones dentro y fuera de la célula. La distribución asimétrica de los iones se debe a los gradientes químicos de los mismos. Este gradiente está compuesto por el gradiente eléctrico y el gradiente de concentración de un determinado ion.

• EXPLIQUE EL POTENCIAL DE DIFUSION-ESQUEMAS

° Es cuando un ion difunde a favor de su gradiente de concentración, esto es, del medio de mayor concentración al medio de menor concentración transportando su carga y dejando cargas opuestas en el medio anterior lo que va a generar un predominio de estos iones que no difunden. Por ejemple siendo el K un ion positivo al difundir a favor de su gradiente de concentración va a llevarse su carga positiva con él y va a dejar aniones dentro de la célula generando así electronegatividad dentro de esta.

• CON EJEMPLOS EXPLIQUE COMO SE DETERMINA EL PM EN UN TEJIDO EXCITABLE

° Si te quemas accidentalmente la mano con la plancha eléctrica y retiras rápidamente tu mano de ahí juntamente con un grito de dolor. Todo esto ocurre, naturalmente, por conducción de la información (la sensación de quemadura) a través de vías nerviosas y su procesamiento en el sistema nervioso central (cerebro y medula espinal). Se puede separar el proceso en dos: un acto involuntario, reflejo, de retirar la mano, sin intervención del cerebro, y la percepción de quemadura, con su consecuente respuesta emotiva, ahora si con participación cerebral. Mientras que una respuesta hormonal Llega a las células blanco, viajando por vía sanguínea, segundos o minutos después de que se haya producido el estímulo y la liberación de las moléculas de la hormona por la glándula de secreción endocrina, el viaje del pie a la medula y de la médula a los músculos de la pierna se hace, por vía nerviosa, en fracciones de segundo. Aunque varía de acuerdo al tipo de fibra nerviosa involucrada, se puede tomar, corno promedio, una velocidad de conducción en un nervio en alrededor de 30 metros por segundo (s), de modo que para llegar del pie a la medula en el ámbito de la 5a. vértebra lumbar (1 metro aproximadamente) se requerirán 0,033 s

• COMO INTERPRETA LA ECUACION DE NERST Y SU IMPORTANCIA EN LA DETERMINACION DEL PM EN UN TEJIDO EXCITABLE

° El nivel del potencial de difusión atreves de una membrana que se opone exactamente a la difusión neta de ion particular se denomina: Potencial de Nerst .Se utiliza la ecuación de Nerst para calcular el potencial de Nerst de cualquier ion univalente a la temperatura corporal normal (37°C), mediante la siguiente ecuación:

FEMmilivoltios= ±61 × log Concentración Interior Concentración exterior

Donde FEM es la fuerza electromotriz.

° Cuando se utiliza esta fórmula habitualmente se asume que el potencial del Líquido extracelular se mantiene a un nivel de potencial 0, y que el potencial de Nerst es el potencial que está en el interior de la membrana. Además, el signo del potencial es positivo si el ion que difunde desde el interior hacia el exterior es un ion negativo, y es negativo si el ion es positivo.

• INTERPRETACION DE LA ECUACION DE GOLDMAN Y SU IMPLICANCIA EN EL PM DE UN TEJIDO EXCITABLE

° La ecuación de Goldman, también llamada de Goldman - Hodgkin – Katz, da una buena aproximación al comportamiento del potencial de membrana durante la actividad celular ya que tiene en cuenta la permeabilidad de me de todos los iones a diferencia de la ecuación de Nerst, la cual solo se limitaba a calcular el potencial de un ion particular. La ecuación de

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