Seminario

Seminario Nº 2

1.- En relación a los potenciales eléctricos en la célula excitable, defina:

a.- Potencial de Reposo:

El potencial de reposo es la diferencia de potencial que existe entre el interior y el exterior de una célula. Lo que mantiene a este potencial en reposo, es la Bomba Na+/K+ (Bomba Sodio/Potasio), dado que si salen 3 Na+ (Sodio) a la parte extracelular, entran 2 K+ (Potasio)a la parte intracelular. Se debe a que la membrana celular se comporta como una barrera semipermeable selectiva, es decir permite el tránsito a través de ella de determinadas moléculas e impide el de otras. Este paso de sustancias es libre, no supone aporte energético adicional para que se pueda llevar a cabo. En las células eléctricamente excitables, 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. Este potencial es generalmente negativo, y puede 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 de los potenciales electroquímicos de los mismos. El potencial electroquímico está compuesto por el potencial químico, directamente relacionado con la concentración de las especies, y con la carga de los distintos iones.

b.- Umbral: El umbral del potencial de acción puede variar cambiando el equilibrio entre las corrientes de sodio y potasio. Por ejemplo, si algunos de los canales de sodio están inactivos, determinado nivel de despolarización abrirá menos canales de sodio, y aumenta así el umbral de despolarización necesario para iniciar el potencial de acción.

Umbral de Excitación

Este concepto se refiere a la intensidad mínima que debe tener un estímulo para ser capaz de generar un potencial de acción en la neurona.

De acuerdo a esto existen tres clases de estímulos según su intensidad:

1. Estímulo umbral, es aquel que tiene la intensidad mínima necesaria para generar un potencial de acción.

2. Estímulo subumbral (Infraumbral), que tiene una intensidad menor al mínimo necesario y por tanto no es capaz de generar potencial de acción.

3. Estímulo supraumbral, tiene una intensidad mayor al mínimo necesario y también es capaz de generar potencial de acción.

c.- Hiperpolarizaciòn.-

Se refiere a la excitabilidad de la membrana celular, cuando la concentración del Ca2+ en el citoplasma se mantiene a un nivel bajo (10-00 nmol/L), las células permanecen inactivas (quiescentes); pero cuando esa concentración se eleva (500-1 000 nmol/L) dichas células se activan para realizar sus funciones específicas. Existen sensores intracelulares responsables de la detección de los aumentos de Ca2+, como son la calmodulina (CAM) y la troponina C (TnC). Esta señal es traducida en respuestas específicas de las células. El calcio es almacenado en el retículo endoplásmico, que es el encargado de liberarlo al citoplasma para generar una respuesta y como se trata de un ión (una partícula con carga positiva), si se acumula de un lado de la membrana causa que se dé un cambio en la polaridad de la membrana (más positivo hacia el interior de la célula), por eso se usa la palabra polarización o hiperpolarización.

d.- Concepto de todo o nada¨.-Una importante propiedad del Potencial de Acción (PA) es que sigue la ley del todo o nada, según la cual, cuando un estímulo (o una serie de estímulos) llega a la neurona con suficiente intensidad como para provocar la aparición de un PA en la membrana de dicha célula, el PA se produce en todo caso, y alcanzando la amplitud (voltaje) máxima posible en cada caso (ese máximo no es de idéntica magnitud en cada caso, pero será la magnitud máxima posible en cada suceso).

De este modo, si un estímulo ha sido tan intenso como para que la despolarización que provoca cruce el umbral de aparición del PA, éste aparece y el potencial bioeléctrico se propaga sin que la magnitud de dicha amplitud se resienta, hasta llegar a la siguiente estación de relevo del flujo eléctrico, la sinapsis, desde donde se suelta una cantidad de neurotransmisor proporcional a la amplitud del PA, de modo que a la membrana postsináptica llega suficiente neurotransmisor como para desencadenar otro PA (sobre todo, si son varias las neuronas convergentes en la región postsináptica).

2.- Explique paso a paso el desarrollo de un potencial de accion en términos de las permeabilidades relativas a la membrana plasmáticas a iones Na y Ka.-

Cuando se estimula una neurona la excitación de la membrana determina aumento de la permeabilidad al Na+, el cual entra masivamente porque incluso se inactiva la bomba Na+ - K+.

La entrada de Na+ (cargas positivas) hace menos negativo el potencial de membrana y determina una inversión de las cargas eléctricas: el interior se hace positivo y el exterior negativo, fenómeno llamado despolarización.

La primera zona que se despolariza va despolarizando a las zonas vecinas de tal manera que se genera un potencial de acción además se autopropaga porque no es necesario aplicar un segundo estímulo.

Este potencial de acción es bidireccional, porque viaja en ambos sentidos dentro de una neurona. Posteriormente, la primera zona que perdió la polaridad inicial comienza a recuperar el potencial de reposo inicial o estado polarizado, a costa de una salida de K+ desde el interior de la neurona, fenómeno que se denomina repolarización.-

Esta salida de K+ excede al potencial de reposo normal y brevemente este potencial se vuelve más negativo, es decir -80 ó -90 Mv, período que se denomina de hiperpolarización.

En este momento la entrada de Na+ y la salida de K+ tiene a las concentraciones de estos iones al revés de lo normal y por tanto se reactiva la bomba Na+ -K+ que restablece el potencial de reposo normal sacando Na+ hacia el exterior e ingresando el K+ que salió durante la repolarización.

3.-¿ Como se propaga el potencial de acción? Explique el efecto que tienen las vainas de mielina sobre la velocidad de conducción.-

En las neuronas que carecen de vaina de mielina se habla de una condición continua porque el potencial de acción va despolarizando toda la membrana neuronal. Sin embargo, las neuronas con vaina de mielina presentan una conducción saltatoria. Esto se produce porque la vaina se comporta como un excelente aislante que reduce el flujo de iones a través de la membrana en unas 5.000 veces.

Los iones sólo pueden fluir a través de los nódulos de Ranvier y por tanto los potenciales se pueden producir sólo en

...