Canal Ionico %2c Potencial de Accion 2014 Ok
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CANAL IONICO
POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO
POTENCIAL DE ACCION
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CANALES INICOS
PROTEINAS DE MEMBRANA
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Ion: partcula con carga elctrica. Canal Inico: es una protena de membrana a veces especfica que transporta iones y otras molculas pequeas a travs de la membrana por difusin pasiva o facilitada, es decir, sin uso de energa.
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CUATRO TIPOS DE PROTEINAS EN LA
MEMBRANA DE LAS NEURONAS
CANALES DE FUGA
BOMBA SODIO POTASIO
CANALES ACTIVADOS POR VOLTAJE (SODIO, POTASIO)
CANAL IONICO ACTIVADO POR LIGANDO
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CANALES DE FUGA
Permite que los iones crucen la membrana pasivamente (no requiere energa)
Son Iones selectivos (iones de sodio, iones de potasio etc)
Entre ms canales inicos aumenta conduccin/disminuye la resistencia
Situados a lo largo de la neurona
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CANALES DE FUGA
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CANALES DE FUGA
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CANALES ACTIVADOS POR VOLTAJE
Se abren en respuesta al cambio de voltaje en la membrana (cambios por potenciales de membrana)
Canales activados por voltaje para Na+ y K+
Se encuentran en los axones y axones terminales (Ca++)
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CANALES ACTIVADOS POR VOLTAJE
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CANALES ACTIVADOS POR VOLTAJE
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CANALES ACTIVADOS POR VOLTAJE
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CANAL IONICO ACTIVADO POR LIGANDO
Se abre cuando se une a molculas especficas (ligandos)
Se encuentran en las regiones de entrada de la neurona (dendritas y soma)
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BOMBA SODIO POTASIO
La Bomba de Sodio-Potasio corresponde a un tipo detransporte activo, porque va en contra de una gradiente de
concentracin, por lo tanto requiere energa (ATP) para su
funcionamiento.
Saca 3 iones de Na+ por 2 iones de K+
Localizado a lo largo de la nuerona
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FENMENOS ELECTRICOS DE MEMBRANA.
POTENCIAL DE MEMBRANA
Todas las clulas del organismo mantienen una diferencia de potencial elctrico (VOLTAJE) a travs de la membrana.
Este potencial de membrana se debe a una pequea diferencia de distribucin de cargas a un lado y otro de la membrana.
Potencial de Membrana: es el voltaje que le dan a la membrana las concentraciones de los iones en ambos lados de ella.
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Las neuronas utilizan seales elctricas
las seales elctricas se producen, en una grado u otro, en
todas las clulas; sin embargo, con ms importantes en los
miocitos y las neuronas.
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Los iones transportan seales elctricas
El exceso de protones (+) o de electrones (-) en un tomo o
molcula produce iones.
Los iones con carga + como el Na y el K se llaman cationes, los de carga como el Cl y muchas protenas se llaman aniones.
Las cargas equivalentes se repelen +.. + -..-
Las cargas opuestas se atraen + - - + (catin/anin la
carga neta es cero )
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Se necesita energa para mantener las cargas opuestas
separadas, una barrera que las mantiene separadas es un
aislante por lo que la MEMBRANA CELULAR es un
aislante y mantiene las cargas opuestas en sus lados
opuestos
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La sealizacin elctrica depende del gradiente elctrico
Un gradiente elctrico refleja la diferencia en la cantidad de
aniones (-) y cationes (+) a cada lado de la membrana celular.
Existe en todas las clulas y es la base de la comunicacin
elctrica.
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Este gradiente elctrico tambin se conoce como potencial
de membrana porque:
1) Existe en la membrana celular
2) Como una batera, es una fuente de energa potencial.
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Si el citosol acumula un exceso de aniones (-) podemos
deducir que el lquido extracelular tiene un exceso de cationes
(+). Como resultado el citosol tendr carga negativa.
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Por el contrario el resultado de un exceso relativo de cationes
(+) en el citosol y aniones (-) en el lquido extracelular, ser un
citosol con carga positiva.
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El potencial de membrana
se mide en milivoltios (mV).
El valor de potencial de
membrana en neuronas o
clulas musculares
esquelticas en reposo (que no transmiten seales
elctricas) conocido como
potencial de membrana en
reposo, es de alrededor
-70mV.
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El signo menos
(-70mV) indica que el
citosol contiene un
exceso de aniones (-)
El potencial de
membrana es
absolutamente
necesario para la
comunicacin elctrica
y muchas funciones
corporales (cardiacas,
respiratorias)
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El potencial de membrana se
produce por el desequilibrio
elctrico entre el liquido
extracelular y el citosol.
Si los canales inicos estn
abiertos los iones atraviesan la
membrana.
El potencial de membrana
negativo (-70mV) se produce
debido a un exceso relativo de
iones (-) en el citosol. Si los
canales inicos estn abiertos, los
iones saldrn del citosol y los
iones positivos entrarn en l.
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El potencial de membrana positivo se produce a causa de un exceso
relativo de iones (+) en el citosol. Si los canales inicos estn abiertos,
los cationes saldrn del citosol y los aniones entrarn en l.
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La sealizacin elctrica tambin necesita
gradiente de concentracin bien definidos.
El liquido extracelular tiene una concentracin mayor de Na y una concentracin baja de K
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DISTRIBUCIN DE IONES INTRA Y EXTRACELULARES
INTRACEL (mM) EXTRACEL
(mM)
K+ 139 4
Na+ 12 145
Ca2+
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Si los canales inicos les permiten atravesar la membrana celular; el Na entrar en la clula por su gradiente de concentracin y el K saldr de la clula por su gradiente de concentracin.
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Una seal elctrica de la clula es una onda de cambios en el
potencial de membrana.
El movimiento de unos pocos iones puede modificar el potencia de membrana
a la velocidad de un rayo y sin alterar significativamente el gradiente de
concentracin.
Las seales elctricas de las clulas se trasmiten como cambios breves en el
potencial de membrana, que se propagan de una regin a otra de la
membrana celular.
Esta onda de cambio temporal en el potencial de membrana es lo que
llamamos seal elctrica, el medio de comunicacin entre clulas.
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Polaridad elctrica
Cuando nos referimos a la membrana celular, la membrana
polarizada es la que tiene un exceso de carga negativa en
un lado y positiva del otro lado.
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Los cambios en el potencial de membrana pueden
clasificarse, segn el efecto en la fuerza de gradiente
elctrico (Un gradiente elctrico refleja la diferencia en la cantidad de aniones (-) y cationes (+)
a cada lado de la membrana celular).en tres tipos:
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Despolarizacin: es cuando el interior de la clula es menos negativo,
p/e cambio de carga -70mV a -40mV. En ocasiones se puede pasar
algunas cargas positivas al interior de la clula p/e -70mV a +30mV
pero el proceso tambin se llama despolarizacin.
La entrada de Na+ en la clula provoca una despolarizacin del potencial graduado
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Hiperpolarizacin: es cuando un cambio que produce que la
clula en su interior se ms negativa. Este cambio aumenta
la fuerza del gradiente elctrico. P/e un cambio de -70mV a
-80mV (se observa en la clula de marcapaso)
La salida de K+ o la entrada de Cl- provocan una hiperpolarizacin del potencial graduado.
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Los potenciales graduados
Son cambios de corta
duracin en el potencial de
membrana que trabajan
localmente en una zona muy
pequea de la membrana
celular o citoplasma.
Transportan seales a
distancias cortas.
Ocurre en todas las clulas
pero es de mayor importancia
en las dendritas de las
neuronas, y provocan la
apertura de los canales
activados por ligando.
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Los potenciales de accin son cambios grandes que
pueden recorrer grandes distancias.
El potencial de accin es un cambio grande en el potencial
membrana que se desplaza a lo largo de toda la clula
hasta alcanzar su extremo, sin importar la distancia.
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Potencial de tiene cuatro fases
1.- Estado de reposo: El interior de la clula tiene carga
negativa. El voltaje negativo en reposo se mantiene porque
los canales de fuga de K+ estn constantemente abiertos.
Los canales de voltaje para K+ y Na+ estn cerrados.
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2.- Potencial graduado: el potencial de accin comienza con un
potencial graduado. La despolarizacin de un segmento cercano
de la membrana provoca la apertura de los canales de Na+,
entrando el Na+ por su gradiente de concentracin y elctrico, y
as despolarizan levemente la clula. Los canales activados por
voltaje de K+ permanecen cerrados.
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3.- Despolarizacin: a medida que el potencial graduado
despolariza la membrana, se abren ms canales de Na+
activados por voltaje y entra ms Na+ a la clula; a mayor
despolarizacin mayor apertura de canales de Na+,
provocando as temporalmente la carga positiva temporal
en el interior de la clula.
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En el pico de la despolarizacin los canales de K+
activados por voltaje comienzan a abrirse.
La apertura de los canales de K+ y el cierre de los canales
de Na+ detienen la despolarizacin.
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4.- Repolarizacin: cuando se abren los canales de K+
activados por voltaje los iones de K+ salen de la clula al
pasar los gradientes elctricos y de concentracin.
La membrana celular vuelve al potencial de membrana en
reposo (-70mV).
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La entrada de los iones de Na+ causa la despolarizacin.
La salida de los iones de K+ de la clula causa la repolarizacin.
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Ley del todo o nada
Cuando la despolarizacin est por debajo de un valor umbral,
las compuertas reguladas por voltaje estn cerradas; cuando la
despolarizacin alcanza un umbral (55mV), se produce un
cambio de potencial mximo (potencial de accin).
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La intensidad de los potenciales de accin est codificado en
su frecuencia: una seal sensorial ms fuerte se reflejar por
medio de potenciales de accin muy frecuentes, mientras
que un estmulo ms dbil se utilizar potenciales de accin
menos frecuente.
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Los potenciales de accin se autorregeneran
El potencial de accin despolariza las secciones
circundantes (apertura canales de Na+), el Na+ que entra
despolariza an ms la regin (hasta el umbral) e impulsa
el potencial de accin, que despolariza otra seccin de la
membrana hasta que la seal llega al extremo del axn.
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La propagacin del potencial de accin en neuronas no mielinizadas (n.olfatorio) los canales de Na+ estn abiertos (rojo) y se est produciendo el potencial de accin. Transcurrido en 1ms, el potencial de accin ha comenzado a desplazarse por el axn. A los 5ms se ha desplazado a una corta distancia, a los 10 ms ha llegado un poco ms lejos.
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La propagacin del potencial de accin en neuronas mielinizadas. La posicin del potencial de accin se indica 1ms, 5ms, 10ms. A los 5 ms y 10 ms el potencial de accin lleg muchos ms lejos en la neurona mielinizada que en la neurona no mielinizada. En las neuronas reales la seal se desplaza hasta 200 veces ms rpido en una neurona mielinizada que en una no mielinizada.
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La sinapsis transmiten seales elctricas entre clulas.
Cuando una seal elctrica llega al extremo de la clula (axon
terminal) se produce la sinapsis, que es un lugar donde una
seal elctrica pasa de una clula a la siguiente.
La clula que transmite la seal se llama clula presinptica
El receptor se llama clula postsinpticas.
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Hay dos tipos de sinapsis:
Sinapsis elctrica, que atraviesa el espacio intersinptico
directamente mediante conexiones comunicantes.
Sinapsis qumica utilizan un mensajero qumico
(neurotransmisor) para transferir el mensaje de una clula a
otra.
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Sinapsis elctrica
En la sinapsis elctrica las membranas de las clulas pre y
postsinpticas estn unidas por una unin tipo gap, o unin
comunicante (son tneles acuosos de protenas)
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Esta unin deja en su centro un canal de comunicacin a
travs del cual fluye la corriente inica de una clula a otra
de forma directa.
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Estos canales de las uniones gap tienen una baja resistencia (o
una alta conductancia), por lo que el paso de corriente, sea de
carga positiva o negativa, fluye desde la neurona presinptica
ala postsinptica despolarizndola o hiperpolarizndola.
Un potencial local conducido as pasivamente puede propagarse
en ambos sentidos haciendo que la sinapsis sea bidireccional.
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Las sinapsis elctricas no son exclusivas de las neuronas,
se encuentran tambin en el msculo cardaco, liso
(intestino, tero) y en los hepatocitos.
Es un tipo de transmisin rpida y estandarizada, que sirve
para transmitir seales sencillas.
La transmisin elctrica produce una activacin rpida y
sincronizada de las neuronas, lo cual en determinadas
situaciones presenta ventajas adaptativas, ya que permite a
las clulas actuar acopladamente al mismo tiempo.
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Sinapsis Qumica
En la sinapsis qumica, no hay continuidad entra las neuronas la
clula presinptica y la postsinptica, la transmisin de informacin
se produce cuando la neurona presinptica libera una sustancia
qumica o neurotransmisor, que se une a receptores localizados en
la membrana postsinptica.
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La unin neurotransmisor-receptor desencadena cambios
en la permeabilidad de la membrana que producirn un
potencial graduado, el potencial postsinptica o,
sencillamente, el potencial sinptico.
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Elemento presinptico botn terminal o botn sinptico.
En la terminacin del axn se encuentran almacenadas las
vesculas sinpticas en cantidades variables. En el interior de las
mismas se acumulan las molculas de neurotransmisor
desde 10.000 a 50.000 por vescula, dependiendo del
neurotransmisor analizado
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Hendidura sinptica o espacio extracelular espacio sinptico.
Existente entre las membranas de la neurona presinptica y
postsinptica. Este espacio puede ir desde los 20 nm hasta los
50 nm.
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Elemento postsinptico
En la membrana de la neurona postsinptica se acumulan los
receptores para los neurotransmisores. La unin del neurotransmisor
con el receptor dar lugar a travs de diferentes mecanismos a
modificaciones del potencial de membrana de la neurona
postsinptica.
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Secuencia de acontecimientos de una sinapsis qumica
En el desarrollo de una sinapsis qumica se diferencian tres etapas:
a) Liberacin del neurotransmisor.
b) Unin con el receptor.
c)Transduccin en la neurona postsinptica: potenciales
postsinpticos.