FISIOLOGIA HUMANA II
Neurofisiologia
Temas:
Excitabilidad: Capacidad de
responder a estimulos del ambiente (parte fundamental del Sistema Nervioso
Central). Todo en la membrana celular
tiene esa caracteristica. Debido a la
excitabilidad presenta cambios como
Paso de substancias (iones), su constitucion, potenciales (son los
cambios mas importantes).
Sinaptología: Es la
comunicación entre neuronas, es vital para el funcionamiento del Sistema
Nervioso Central. Sinapsis significa
union, esta union puede ser en: Placa Neuromuscular o Sinapsis en Sistema
Nervioso Central.
Reflexología: Es el estudio de
los reflejos del Sistema Nervioso, todo lo que controla el SN es en base de
reflejos. Estructura basica de integracion del SN.
1 reflejo necesita 1 detector y
se deposita en 1 efector (por medio del SNC que es el que decide que funcion se
va a llevar a cabo). Su importancia
radica ya que si hay una lesion al SN, lo primero que se altera son los
reflejos.
Sensibilidad (Sentidos Especiales):
Recoge la informacion. Detecta
los cambios en el entorno. Puede ser
general (frio, calor, tacto) esto cae
en el apartado de la sensibilidad somatosensorial y pueden ser especificos: los
sentidos especiales (oido, vision, gusto, olfato y equilibrio).
Sistema Motor: Este tema se
basa en el como funciona el SNC en cuanto a una acción. Es el que controla entre otras cosas a los
musculos.
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PRIMERA UNIDAD
Membrana
-Estructura: Limite esterior de la celula, permite la entrada y salida
de ciertas substancias, no es un limite absoluto. Se asemeja a una pelicula de aceite
a)
Composición Quimica: Contiene
fosfolipidos, Proteinas y COH.
Proteinas y Fosfolipidos: 40-45% y COH: 5-10%
1.-Fosfolipidos:
Es una moleculas compuesta por 4 elementos:
a) 2 Acidos Grasos No son solubles en agua
b)
1 Glicerol Si
son solubles en agua
c)
1 Grupo Fosfato Si son
solubles en agua
d)
1 Amina o Amida Si son
solubles en agua
Cabe mencionar que los
componentes de los fosfolipidos no son moleculas completas si no sus restos,
ej: 2 restos de Acidos Grasos o 1 resto
de Grupo Fosfato, esto es porque al unirse pierden sus propiedades como moleculas
individuales, para formar parte en una mas grande.
2.-Acidos Grasos:
Son cadenas lineales de Carbono, Oxigeno e Hidrogeno, puede tener de 14
a 18 grupos CH2. En la membrana se
encuentran en 2 formas, Saturados e Insaturados. Los Insaturados son los mas
importantes.
3.-Glicerol (Glecerina):
Alcohol polivalente, tiene 3 atomo de Carbono con 3 radicales OH.
4.-Amida:
Una molecula que contenga un grupo Amida.
Tambien pueden contener (los fosfolipidos) moleculas de CH en vez el
radical Fosfato.
Los fosfolipodos pues tienen
2 extremos, uno soluble en agua (polar) y otro soluble en grasas (apolar). Estos se disponen de la siguiente manera:
El grupo Amida, El grupo fosfato y los CH forman la parte Hidrosoluble
Los restos de Acidos Grasos forman la parte insoluble
¿Qué tiene que ver todo esto con la membrana?
El
agua es un compuesto bipolar, es decir tiene un lado que es negativo que acepta
electrones y uno positivo que los cede.
Por lo tanto las cargas no estan ordenadas ya que tienen 2 polos (
positivo y negativo), para que estuvieran ordenadas necesitarían no tener
polos.
La solubilidad en agua esta dada por las cargas electrostaticas de las
moleculas (tienen que ser bipolares, las cargas deben estar desordenadas), el
grupo fosfato atrae a las moleculas de Agua y se disuelve. En cambio los Acidos grasos no tiene polos
(Apolares), asi que sus cargas estan ordenadas uniformemente.
En la membrana los
fosfolipidos estan dispuesto con la parte Polar en los extremos de la membrana
celular y la apolar en medio.
Forman una bicapa fosfolipidica monomolecular.
5.-Molecula de Colesterol:
Se encuentra entre los fosfolipidos, las caracteristicas son las mismas
que la de los fosfolipidos.
6.-Proteinas:
Son macromoleculas formadas
por Aminoacidos unidos por un enlace peptidico, contienen una parte soluble y
otra insoluble en agua. Estan dispuesta
para que vayan del interior al exterior de la membrana. Las proteinas dan una superficie no
homogenea a la membrana celular. Pueden estar sueltas o fijas a la membrana
(por las Enzimas o por la Proteina G).
Se acomodan igual que los fosfolipidos ( parte hidrosoluble fuera,
insoluble dentro).
Pueden ser de 2 tipos:
Filamentosas (en forma lineal)
Globulares (en forma de ovillo)
Funciones de las proteinas
Forma canales (tubos)
Son Enzimas
Pueden ser transportadoras (transportan AA y Glucosa)
7.-Carbohidratos:
Se encuentran en el exterior.
Presentan funcion al unirse con Proteinas o Lipidos.
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La celula tiene la necesidad
de nutrirse y debe de tener una forma de desacerse de sus desechos o para
mandar componenetes importantes al medio extracelular y para so cuenta con 2
procesos importantes:
Exocitosis: Se utilizan
receptores para detectar a las particulas especificas, se desarticula la
membrana y sale la particula)
Endocitosis: Es exactamente el
mismo proceso con la diferencia es que aquí no existe puente.
-El Transporte Activo:
Se reconocen diferentes tipos de ATPasa: ATPasa de Cl (bombea cloro al exterior)
ATPasa de Na (bombea Sodio al exterior)
ATPasa de K (bombea potasio al
interior)
ATPasa de Ca (bombea calcio al
interior)
Canales ionicos:
Estan formados por proteinas de la membrana, en forma de doble helice,
que forman tubos.
Son selectivos, cada uno da paso a un ion especifico(o varios):Na, K,
Cl, Ca, Na y Ca, Na y K.
Tienen 2 estadios:
a)Abiertos (Activos)
b)Cerrados (Inactivos)
Para pasar de un estado a otro requieren cambios en el potencial de
reposo o la presencia de una substancia (son receptores).
Con esto en mente, los canales se pueden dividir de la siguiente
manera:
a)Canales Voltaje dependientes:
Estos canales dependen del voltaje, ejemplo canales de Na y K.
b)Canales Quimiodependientes:
Estos requieren de la presencia de alguna substancia para funcionar,
pero a su vez se dividen en 2, aquellos que necesitan que la substancia llegue
del exterior, ejemplo los receptores de Acetil Colina, y aquellos que necesitan
que la substancia se encuentre dentro del canal , ejemplo canales de calcio y
AMPciclico.
c)Canales Simples o de Fuga:
Estos canales se encuentran siempre abiertos, no requieren ningun
cambio, ejemplo los canales de K.
Los iones se mueven según la fuerza a la que esten sometidos, son de 2
tipos:
a)Concentración (Depende del gradiente de concentracion)
b)Electrica (Depende del gradiente electrico)
-Difusion: Es el paso de una
substancia de menor concentracion a uno de mayor, ocurre a pesar de que no haya
una membrana. Uno de los factores que
influyen en la Difusion simple es la distancia, a menor distancia menor tiempo
y a mayor distancia mayor tiempo. En la
neurona la distancia es constante.
La velocidad de difusion: Es la
rapdez con la que se lleva acabo el proceso de difusion, depende de 5 factores:
1.-La fuerza del gadiente de
concentración: Varia según la diferencia de gradientes. Es directamente proporcional a la Velocidad
de Difusion.
2.-La temperatura: En condiciones normales todas las
particulas tienen una cierta energia cinetica, asi es como se dispersan al
separarse del lugar donde hay mas choques.
Por lo tanto al aumentar la temperatura aumentan la energia cinetica y
esto aumenta el numero de choques. Es
directamente proporcional a VD.
3.-Area de Difusion: Si hay una mayor área es mas facil que
pasen mas particulas, por el contrario un área pequeña ocasionaría que solo un
numero reducido de particulas ingresaran.
Depende tambien del numero de canales activos. Es directamente proporcional a VD.
4.-Tamaño de la molecula: A la misma temperatura la particula por
su densidad se mueve mas lentamente, asi que una particula pequeña se movera
mas rapido que una que sea de mayor tamaño.
Es inversamente proporcional a la VD.
5.-Gradiente electrico: Se basa en que las cargas opuestas se atraen y a mayor concentracion, mas
rapido se mueven. Para que este factor
se cumpla se necesitan llenar 2 requisitos:
a)Que la particula este cargada
b)Que haya un campo electrico
Si alguno de estos 2 requisitos no se llenara, se descarta este factor
Iones
Los iones mas importantes en neurofisiologia son el Na y el K.
El sodio tiene un peso molecular de 23 mientras que el potasio es de 40
y la diferencia en cuanto a velocidad de difusion es de 1 a 10 (Esto quiere
decir que por cada ion de sodio que sale, salen 10 de potasio).
¿Cómo es eso posible, si el Na tiene menor peso molecular que el K?
Es sencillo, ya que la
densidad varia considerablemente en los 2 resulta que ambos iones son
electropositivos pero el Na es mas pequeño y por lo tanto su nucleo queda mas
cerca de la superficie, en tanto que el del K no, sino que esta mas alejado,
bueno, como quedamos el agua es un compuesto bipolar, asi que la parte negativa
del agua se va a ver atraida a las cargas positivas de ambos iones. Ya que el Na es mas pequeño y su nucleo esta
mas cerca de la superficie atrae una nube de moleculas de agua, por lo tanto
aumenta su tamaño y una disminucion en su velocidad.
El K no se desplaza con agua
(o con muy poca), es mas labil ya que hay una mayor distancia de la carga.
Agua de Hidratacion: Son las
moleculas de Agua que se fijan a un ion.
Concentraciones de los iones (varian según autores)
|
Ion |
Intracelular |
Extracelular |
|
Na |
14 mEq |
140 Meq |
|
K |
140 mEq |
5 mEq |
|
Cl |
4 mEq |
110 mEq |
|
Ca |
5 mEq |
1 mEq |
Pueden ser mEq (mili-equivalentes) o mili-moles en los primeros 3 iones
ya que su valencia es de 1. En el
Calcio no porque su valencia es de 2.
Lo que a continuacion se presenta son los fenomenos pasivos de la
membrana celular.
Las substancias se mueven en el organismo de 2 formas:
1.-Transporte pasivo (Difusion Simple y Difusion facilitada)
2.-transporte Activo (Endo y Exocitosis)
Ambos de estos transportes dependen de las 2 fuerzas que se mencionaron
anteriormente, ahora se procedera a hablar de ellas mas a fondo:
Una fuerza tiene 3 dimensiones:
a)Direccion (Hacia donde va)
b)Magnitud (Que tan grande es)
c)Sentido (Como se dirige en el espacio)
En el curso solo se van a utilizar las primeras 2
Concentracion. Es la fuerza a
la que son sometidas las particulas debido a diferencias de concentracion, es
energia quimica y tiene medidas de concentracion.
[Na]e = 140 milimols
La diferencia es de 126 milimols, esta es la magnitud del gradiente.
La direccion seria del medio extracelular al intracelular, esta se saca
al comparar las dos concentraciones.
Ejemplo: [K]i = 140 milimols
[K]e = 5
milimols
La magnitud es igual a 135 milimols.
La direccion es de el medio intracelular al extracelular.
Se pueden modificar los gradientes al modificar la concentracion.
Electrico. En los organismos
vivos, hay diferencia de potenciales en el interior y exterior de la celula.
Potencial de Reposo.- Diferencia de potencial del interior y exterior
en la membrana celular cuando esta en estado de reposo.
En el interior es – La diferencia entre los 2 es muy
poca, es aproximdamente de .000006mv.
En el exterior es +
Hay mayor diferencia en las neuronas (60-120 mv) del SNC.
El promedio es de:
a) Celulas motoras 60 mv.
b) Celulas musculares 80-90 mv.
c) Cel. De musculo liso 50-60 mv
El lugar donde hay mas baja diferenca de potencial es en la piel,
especificamente en el estrato germinativo.
Ejemplo: Potencial de
Reposo = -87 mv (cel muscular)
[Na]i = 14 milimols
[Na]e = 140 milimols
Para medir la magnitud de gradientes se usa la Ecuacion de Nernst:
Se basa en experimetos realizados en un sistema cerrado con una
substancia que contenga iones y una membrana semipermeable que separe a los 2
compartimentos.
E= R
(joules/gr/mol) T [ ]e
---------------------------------------------------------- Ln
--------
F (constante de Faradais)
V (valencia del ion) [ ]i
Para quitar el logaritmo natural y hacerlo de base 10, se hace lo
siguiente:
E= R T [ ]e
---------- 2.303
logaritmo --------
F V [ ]i
[ ]e
E = 58 mv X logaritmo
-------- Solo si
la valencia es igual a 1.
[ ]i
Nos da la diferencia de potencial con concentraciones de iones
conocidas.
Na: [ 140 ]e
E = 58 mv X logaritmo
--------------
[ 14 ]i
E = 58 mv X logaritmo
10 (Y como el logaritmo de 10
es 1).
El Potencial de equilibirio para el Na es 58 mv
El Potencial de Equilibrio de ion es cuando la cantidad que entra es
igual a la que sale.
La magnitud del gradiente electroquimico del Na es 145 mv.
¿De donde salio ese 145?
Bueno pues se procedio a
sumar 58 que es el potencial de equilibrio para ese ion y
-87 que es el potencial de reposo del musculo.
La direccion es de afuera hacia dentro.
El potencial de equilibrio del potasio es de –82 mv
La magnitud es de –5 mv
Aquí se hizo lo mismo
La direccion es de afuera hacia dentro
Factores de los que depende al entrada y salida del K:
1.-Permeabilidad de la membrana al K
2.-Diferencia de gradientes entre la membrana:
a)
Si el gradiente de concentracon es mayor hay una fuga de K al exterior.
b)
Si es mayor el gradiente electrico va a haber una entrada mayor de K.
c)
Si ambas fuerzas son iguale, no va a haber paso de K a ningun lado
En la celula el gradiente de concentracion es siempre mayor y siempre
esta saliendo K.
Ca: [ 1 ]e
E = 58 mv X logaritmo --------
----------- [ 5 ]i
2
E = 20 mv
El Potencial de equilibrio para el Cl es de 83 mv
Ecuacion de Goldman y Gillman.-
Es lo mismo que la Ecuacion de Nerst, la unica diferencia es que aquí
intervienen 3 iones (Na, K y Cl) en base a su permeabilidad.
La membrana es mas permeable al K.
Esto trae como consecuencia que el potencial de reposo sea un potencial
de difusion de K ( ver Ley de Fick).
¿Como se comprueba?
Se aumenta el gradiente
electrico y disminuye de concentracion.
Se modifica tambien el Ca,
Na y el Cl y no hay un cambio
significativo del Potencial de Reposo.
Tambien hay entrada de Na pero es muy poca.
El mecanismo de la ATPasa de Na/K mantiene el PR, pues regula la concentracion de iones.
Se requiere de energia para poder mover los iones en contra del
gradiente de concentracion.
¿Cómo se comprueba la necesidad de la Bomba de Na y K para mantener
constantes las concentraciones de Na y K?
Se puede comprobar tomando unos eritrocitos, estos se dejan enfriando un tiempo y despues se sacan y se observa que al analizar las concentraciones ionicas en el exterior hay una concentracion elevada de K y en el interior de Na. Esto se explica porque algunas enzimas necesitan una temperatura especifica (aproximadamente de 35 – 38 grados Centigrados).
Tambien se puede utilizar alguna substancia toxica como el Cianuro de Potasio y el Dinitrofenol (ambos compuestos actuan a nivel del Ciclo de Krebs y por lo tanto no hay produccion de energia).
La bomba de Na y K requiere de los 2 iones para funcionar.
Salen 3 iones de Na por cada 2 iones de K que entran.
Tambien genera una diferencia de potencial, es por eso que tambien se
le conoce como Bomba electrogena.
Se gasta aproximadamente un 80% del ATP en la Bomba de Na y K.
Otra funcion que tiene es la de controlar la presion osmotica creando
un equilibrio. El Na contraresta la Presion osmotica de forma de que nbo haya
una entrada excesiva de agua y explote la celula.
Una disminucion de Na ocasiona un desequilibrio en el Potencial negativo dentro de la membrana ya que no hay cargas positivas que lo contrarresten.
Los iones de Calcio que se encuentran en la celula se van a la mitocondria y al reticulo endoplasmatico de hechos no tiene mucha actividad.
Tiene un sistema de transporte activo hacia las mitocondrias y reticulo endopalsmatico.
R T
E = -----------
2 F
58
E = -----------
2
E = (29) (log 5/1)
E = (29) (.69)
E = 20 mv
Como se puede observar la diferencia es casi del doble de la
concentracion.
Magnitud de 107.
Un dato de mucha importancia es que el Potencial de Membrana esta cerca
del Potencial de Nerst para el K por que es el ion mas permeable.
Potencial de Reposo: Es el Potencial de la celula cuando no pasa nada.
Potencial de Membrana: Es el Potencial que cambia según se modifique la
permeabilidad ionica de la membrana..
En reposo el Potencial de Reposo es igual al Potencial de Membrana.
Conductancia: Es aquello que nos indica un flujo ionico atravez de la
membrana en condiciones de concentracion normales.
Depende de 2 factores:
a)
Gradientes (es directamente proporcional a la conductancia).
b)
Permeabilidad de la membrana (Es directamente proporcional a la
conductancia).
Aunque haya un aumento en la concentracion de cualquier ion, si la
membrana no es permeable a ese ion, este no logra pasar.
Ahora analizaremos lo que pasa cuando aumenta la cantidad de estos
iones y su relacion con la conductancia:
K = Hay un aumento en la conductancia, de hecho este es el unico en el cual puede haber un aumento en la conductacia por la permeabilidad de la membrana. En los otros, un aumento en la conductancia significa la apertura de su canal.
Na = No cambia.
Ca = Aumento en la conductancia. Solo se abre su canal, no cambia realmente.
Cl = Aumento en la conductacia. Igual que el Ca.
Depolarización: Cuando el potencial de Membrana se acerca a 0 (el Potencial de
Membrana aumenta).
Hiperpolarización: Cuando el Potencial de Memebrana se aleja de 0 (el Potencia de Membrana aumenta).
Excitabilidad: Capacidad de los seres vivos de cambiar su estado de reposo ante un cambio de energia en su medio ambiente.
Estimulo: Es un cambio en el contenido energetico del medio ambiente de una estructura excitable.
Los estimulos son energia, por lo que requieren de energia para llevarse acabo.
Respuesta: Cambio en el estado de reposo de una celula, consume energia, es una propiedad de las estructuras excitables.
Unos ejemplos de respuestas en las neuronas y celulas musculares son:
a) Cambia la permeabilidad de los iones.
b) Se acortan las celulas musculares.
c) Algunas celulas secretan substancias.
Estimulo.
Tiene 4 caracteristicas:
a) Intensidad: Es la magnitud del cambio de energia. Se mide en voltios, Amperios y Dinas.
b) Duracion: Se registran en decimas de milisegundos o en microsegundos.
c) Frecuencia: Es el numero de veces que se repite la unidad del estimulo. Se mide en Hertz.
d) Polaridad: Tiene 2 polos, positivo (anodico) y negativo (catodico).
Respuestas del SNC.
Son electricas y son 2:
1.- Potencial de Accion
2.- Respuesta Local
Estimulo Catodico.
Se maneja el Potencial de Reposo primero. Hay pequeñas depolarizaciones con un minimo estimulo. Se da a cualquier intensidad.
Se requiere una intensidad minima para que se pueda provocar. Se necesita llevar a cierto punto.
Para facilitar el estudio de los resultados del registro intracelular del axon se utilizara la siguiente clave:
R1: Es la respuesta local.
R2: Es el Potencial de Accion.
R1:
No tiene umbral
La amplitud es proporcional a la intensidad del estimulo
No propaga
R2:
Tiene umbral
La amplitud es constante
Propaga
En el Potencial de Accion hay una parte en donde se invierte la polaridad.
Umbral: Es la intensidad minima para generar un Potencial de Accion.
Respuesta Local: Se ve solo en la estimulacion local. Es una propagacion con decremento. Dura poco.
Electrotono: Es la propagacion con decremento.
A los 4 mm ya no hay estimulo.
En el registro aparecen las siguientes fases del Potencial de Acción:
1.- Periodo de Latencia
2.- Fase de Despolarización
3.- Fase de Repolarización
4.- Fase de Hiperpolarizacion
El periodo de latencia se define como el espacio que hay entre el artefacto del estimulo y la respuesta. Este espacio se explica como eltiempo en que tarda en llegar el estimulo al registro. Solamente se ve cuando es un Potencial de Accion.
El periodo de latencia no se considera como una parte del Potencial de Accion.
Durante el Potencial de Accion hay un espacio de tiempo en donde el Potencial de Membrana se invierte y a este fenomeno se le llama sobretiro.
Estimulo Anodico.
La unica diferencia es que en el registro se invierte la direccion de la respuesta.
En el estimulo anodico no hay segunda respuesta porque no se lleva el potencial de Membrana al Potencial de Disparo, en cambio se aleja.
R1:
Tiene Potencial dependiendo de la polaridad del estimulo.
R2:
Sigue la Ley del Todo o Nada .
La Ley del Todo o Nada se refiere a que una vez que se produce un Potencial de Accion, este se propaga a toda la fibra.
La respuesta es independiente de la energia del estimulo (intensidad), depende de la celula.
En resumen los estímulos catódicos despolarizan.
Los estímulos anódicos hiperpolarizan.
El Potencial de Accion sirve para llevar mensajes atravez del SNC.
La respuesta local tambien tiene sus usos, por ejemplo se encuentra en las sinapsis (especificamente en el Potencial Postsnaptico), son receptores (tacto, olfato, audicion) muy especificos, son los responsables del Potencial de Receptor, se encuentran en la PNM o Potencial Simples.
Cambios de frecuencia:
Para facilitar las cosas se entendera como frecuencia la aplicación de un estimulo a diferentes intervalos.
Hay 2 tipos de estimulos (en este caso
1.- El estimulo condicionante, que es el primero.
2.- El estimulo de Prueba, que es el segundo
Estímulos.
a) Umbral: Es la intensidad mínima para que se lleve a cabo un Potencial de Acción.
b) Subumbral: Es un estimulo de menor intensidad que el umbral.
c) Supraumbral: Es aquel estimulo que tiene 2, 10 o 15 veces mas intensidad que el umbral.
Cuando son estimulos subumbrales.
Los 2 son iguales.
Si se disminuye la distancia (se disminuye la frecuencia) se van sumando las 2 respuestas locales.
Si esto continua ya no habra segunda respuesta.
Pueden generar un Potencial de Accion.
Cuando son estimulos umbrales.
Igual que el anterior.
Cuando ya no hay respuesta a el segundo estimulo quiere decir que la excitabilidad esta disminuida.
Para comprobar esta disminucion se aumenta la intensidad en el segundo estmulo.
Cuando son estimulos supraumbrales.
Normalmente cuando se necesita un estimulo supraumbral se puede asegurar que la excitabilidad esta disminuida, porque necesitas de una mayor intensidad para lograr una respuesta.
Si se compararan los 2 estimulos se veria que el segundo tiene una menor velocidad y amplitud en comparacion al primero.
En todo lo demas es igual.
En un Potencial de Accion la excitabilidad de un axon cambia:
En la fese de Repolarizacion y durante el tiempo del sobretiro NO HAY SEGUNDA RESPUESTA.
Esta aparece hasta que crece el Potencial al lado negativo.
En la Depolarizacion no hay excitabilidad del Axon.
En la Repolarizacion la excitabilidad esta disminuida y esto incluye a la hiperpolarizacion.
Cuando la excitabilidad esta disminuida se dice que hay un Periodo Refractario Relativo.
Cuando la excitabilidad esta en 0 se dice que hay un Periodo Refractario Absoluto.
Periodo Refractario Relativo: Es cuando es posible obtener una respuesta si el estimulo es de muy alta intensidad.
Periodo Refractario Absoluto: No es posible obtener una respuesta.
Si el Potencial de Accion dura 1 milisegundo los Periodos Refractarios son de 1 a 2 milisegundos maximo.
Varian los tiempos de estos.
R1:
No hay Periodo Refractario.
R2:
Presenta los Periodos Refractarios.
En el Nervio el registro es extracelular.
El nervio esta compuesto de muchos axones.
A una baja intensidad apenas se nota el estimulo.
Conforme aumenta la intensidad aumenta la amplitud del estimulo.
La razón de esto es que se esta registrando la suma de la actividad de los axones.
El Potencial de Accion del Nervio depende del numero de axones activos.
El Potencial de Accion Compuesto: Esta constituido por los diferentes Potenciales de Accion que dan como resultado la creacion de diferentes espigas en el Potencial de accion Es una propiedad del nervio, no siempre se ve.
Tambien tiene que ver que las fibras tienen diferentes axones
Los axones propagan el Potencial de Accion a diferentes velocidades.
En los mamiferos superiores los axones son:
1.- A:
a)
alfa
b)
beta
c)
gamma
2.- B
3.- C
Los A y B son mielinicos. Los C
son amielinicos.
Los A son de mayor diametro (20 micras). Los C son de menor diametro (.2 o .3 micras).
Los A son de mayor velocidad (120 m/seg las alfa).
Las C son de menor velocidad (.2 m/seg)
Por lo tanto cuando un axon tiene mielina y un diametro amplio es mas
veloz.
Cuando se aplica un estimulo negativo se acumulan las cargas negativas
y atraen por flujo de corriente electrica a las positivas hacia dentro y
ocasiona un aumento del Potencial de Membrana.
Un estimulo apropiado (catodico) acerca el Potencial de Membrana a el
Potencial de Disparo mientras que otro (anodico) lo aleja y se va a necesitar
de un estimulo mas grandes para generar un Potencial de Accion.
Tambien se le compara a la membrana con un condensador pero para mayor
informacion consulten el Guyton o el Gannon o cualquier libro de Fisio.
Ecuacion de Excitabilidad:
La excitabilidad es inversamente proporcional al umbral.
1
E = -------
U
Nivel de disparo:
Es de 10 mv.
Es un factor de seguridad.
Cuando hay un Potencia de Accion:
En la fase de Depolarización hay un acumulo de cargas positivas, es muy
grande y son muchos iones, principalmente el Na (tiene gradientes grandes) y el
K.
La permeabilidad del Na aumenta bruscamente.
Aumenta su conductancia.
Despues se detiene cuando llega a los +35 mv, lo cual esta raro ya
que el Potencial de Equilibrio para el
Na es de +58 mv. Esto se debe a los
canales de Na v/d.
¿Cómo se comprueba la entrada de Na?
Si se quita la mayoria del Na extracelular,
su gradiente de concentracion disminuye y el Potencial de Accion se hace mas
pequeño.
Se puede poner Na radiactivo en el
medio extracelular y despues de un estimulo observar los efectos.
En la fase de Repolarizacion hay una salida de cargas positivas o una entrada de cargas negativas. Sale Na y K y entra Cl.
Si se quita el Cl, el Potencial de Accion no se modifica.
El Na sale por la Bomba de Na y K, se tarda mucho.
La salida de K es la que ocasiona la Repolarizacion.
¿Cómo se comprueba que la salida de K es la responsable de la Repolarizacion?
Se utiliza K radioactivo, se estimula y se observa.
Hay un aumento en la conductancia del K.
En la fase del Potencial Ulterior Positivo tambien es ocasionado debido a una salida masiva de K.
¿Cómo se comprueba que la salida de K es la responsable del Potencial Ulterior Positivo?
Se utiliza Mn, ya que bloquea los canales de
K. Sin salida de de K el Potencial de Accion se
prolonga. Aumenta la fase de
Repolarizacion.
En la fase de Depolarización hay canales de Na v/d (voltaje dependientes):
Por eso es necesario que para que hay una entrada masiva de Na debe haber una Depolarización del Potencial de Membrana.
Tambien hay canales de K v/d:
La Depolarización los activa.
Los canales de Na tienen una constitucion muy particular que los distingue de otros:
Tienen una compuerta de activacion (es la externa)
Tienen una compuerta de inactivacion (es la interna)
Los canales tienen diferentes estadios dependiendo de la etapa en que se encuentre el Potencial de Accion:
a) Reposo
b) Activo
c) Inactivo
En la primera fase la compuerta externa esta cerrada y la interna esta abierta, esta requiere de tiempo para abrirse.
No hay paso de Na al interior.
Para abrirse necesita que se equilibren nuevamente todas las concentraciones ionicas.
La compuerta externa tiene un receptor que detecta los cambios de voltaje.
Normalmente se encuentra en este estado cuando el Potencial de Accion se termino.
En el segundo estadio se abre la compuerta externa. Se abre rapido.
Se abre aproximadamente con un estimulo de 10 mv.
Hay una entrada de Na.
El Potencial de Accion se encuentra en la fase de Depolarización.
En el tercer estado se cierra la compuerta interna. Es por esto que no llega a el Potencial de
Equilibrio para el Na.
Se cierra por una Depolarización masiva y por el tiempo (quiere de cir
que conforme avance el Potencial de Accion solita se va a ir cerrando).
No hay paso de Na al interior.
Aquí el Potencial de Accion se encuentra en la fase de Repolarización.
Se necesita una gran densidad de canales de Na para ocasionar un
Potencial de Accion.
¿Por qué no responde una fibra nerviosa al aplicarsele un estimulo
durante la Depolarización?
Porque todos los canales estan
activados o inactivados. Solo se
puede durante la Repolarización y con un estimulo muy fuerte debido a la
Hiperpolarización.
Canales de K:
Estos canales solo tienen una sola compuerta, que es externa.
Tienen 2 estadios:
a)
Reposo
b)
Activo
El primero necesita de tiempo, normalmente es largo, para cerrarse.
No hay salida de K.
Se ve cuando ya paso el Potencial de Accion.
El segundo necesita pequeñas depolarizaciones para activarse. Se activa rapido.
Hay una salida grande de iones de K.
Se ve en la fase de
Repolarización e Hiperpolarización.
En resumen en la Depolarización hay una una corriente entrante de Na y
en la Repolarizacion hay una salida de K.
Curva de Intensidad-Duracion.
La Intensidad es inversamente proporcional a la Duracion.
Si se traza en una grafica nos quedaria una hiperbola que tiende al
infinito.
Analizemos los 2 extremos:
Si se aplica un estimulo a una gigantesca intensidad no le da al axon
el tiempo suficiente para llegar al umbral.
Si se aplica un estimulo constante por mucho tiempo el nervio se
acostumbra a la intensidad de ese estimulo y si se quiere generar un Potencial
de Accion se va a necesitar un estimulo de mayor intensidad. A este fenomeno se le llama acomodacion.
Para poder hacer una grafica de esto se necesita buscar la intensidad
maxima, despues so pone al 50% para que quede la mitad de la poblacion (umbral)
y se juega con la duracion.
La intensidad es directamente proporcional al tiempo.
La intensidad es inversamente proporcional a la presion.
La membrana es depolarizada por un flujo de corriente.
Se requiere un flujo A (estimulo umbral):
A mayor presion menor tiempo (es breve).
A menor presion mayor tiempo (es grande).
Un flujo depende de:
1.- Diametro
2.- Presion (diferencia de concentraciones)
3.- Tiempo
Se mide en lt/seg o iones/seg.
Reobase: Minima intensidad para obtener una respuesta.
Cronaxia: Tiempo necesrio para producir un estimulo con una intensidad
doble a la de la reobase.
La curva de Intensidad-Duracion nos sirve para medir la excitabilidad
de 2 estructuras diferentes. Un
ejemplo:
Se toma la cronaxia de cada una de las estructuras (una axon de calamar
y un axon humano) y luego se comparan.
Si la Cronaxia1 (axon de calamar) es mayor que la Cronaxia2 (axon
humano) quiere decir que la Cronaxia2 (axon humano) tiene una mayor
excitabilidad.
Si Cronaxia2 (axon humano) es mayor a la Cronaxia1 (axon de calamar)
entonces la Cronaxia1 (axon de calamar) tiene mayor excitabilidad.
La razón de este rollo es que el axon que necesite el estimulo menos
fuerte es el mas excitable.
