diapositivas conduccion del impulso y excitabilidad celular

7/22/2019 Diapositivas Conduccion Del Impulso y Excitabilidad Celular

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Sección: “9” Valencia, 07/05/2013

República Bolivariana de VenezuelaUniversidad de Carabobo Facultad de Odontología

Cátedra: Fisiología.



Propiedad de las células de presentardeterminadas reacciones biológicas

(respuestas) a todo cambio energéticobrusco (estímulo) que ocurra en su medioambiente circundante.

EXCITABILIDAD



Existen Tejidos diferenciados que responderán poruna reacción determinada o ESPECIFICA:

EXCITABILIDADESPECIFICA

Contracción Secreción Impulso

Nervioso



¿Por qué la intensidad de los estímulos se mide enVoltios?

Voltio: Unidad de medida para el potencialeléctrico.

Los estímulos de acuerdo a su intensidad semiden en Voltios porque éstos son respuestaseléctricas de las neuronas que tienen unamagnitud de cambio de energía que varía.



Registro del Potencial de Acción:

Gráfica que describe el proceso en que la célula nerviosa esestimulada por ciertos neurotransmisores y sufre la

despolarización.



Todo estimulo térmico sobre la piel genera unarespuesta de los vasos sanguíneos porque se

refleja en órganos tejidos. La superficiecutánea tiene un mayor numero de receptores, tendremos que la respuesta orgánica es masrápida e intensa a las aplicaciones frías que alas calientes.

Ante un estimulo menor de 18 gradoscentígrados se presenta una vasoconstricción

que trae como consecuencia una irradiaciónpobre de calor, se objetiva como palidez sensación que en algunos casos puede serdolorosa, pero luego en una segunda fasereactiva se produce vasodilatación que seobjetiva como enrojecimiento cutánea que traesensación de calor y bienestar.

Ante un estimulo caliente de 36 a 38 gradoscentígrados los acontecimientos se suceden enuna sola fase de vasodilatación

Ante un estimulo muy caliente mayor a 39 grados centígrados se presentan los mismosacontecimientos descritos ante el estimulo

frio.

Consecuencias de la Velocidad de aplicación del estímulo.



Excitabilidad Iterativa

Es aquella que se da cuando la sumatoria de los estímulos pueden generar un potencial de acción (Musculatura Lisa y glandular)Depende de las concentraciones iónicas de cada tejido.

Períodos Refractarios

Es el intervalo durante el cual es imposible desencadenar unsegundo potencial de acción en una célula excitable.

Período Refractario Absoluto (PRA)

Es aquel período en el que la célula, por muy grande que sea elestímulo no generará un nuevo potencial de acción (Este períodorepresenta el tiempo necesario para que los canales de Sodio (Na+)retornen a sus posiciones de reposo.)



Periodo Refractario Relativo (PRR)

Comienza al finalizar el PRA cuando algunos de los canales de Na+ ya serecobraron del periodo de inactivación y pueden desencadenar unsegundo potencial de acción siempre y cuando el estimulo supere elumbral, sin embargo, será de menor magnitud ya que en este periodo

todavía hay canales inactivados.



Ley del Todo o Nada

Estímulo que llega asu Potencial Umbral

EstímuloDébil

Seproduce elImpulso en

suTotalidad

No hayRespuesta

Principio neurofisiológico según el cual si un estímulo es de la intensidad suficientecomo para desencadenar un impulso nervioso, este impulso se produce en su totalidad.Si el estímulo es débil no producirá una reacción débil ya que para que la membrana se

despolarice debe alcanzarse el “potencial umbral” y así poder transmitirlo.

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=grafica+potencial+umbral+impulso+nervioso&source=images&cd=&docid=VUnyA-kfNol53M&tbnid=Q7RlsBl1YINe8M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.unizar.es/departamentos/bioquimica_biologia/docencia/ELFISICABIOL/PM/PotMemFB.htm&ei=T7CFUZDcPIXS9ATRmoDwDA&bvm=bv.45960087,d.eWU&psig=AFQjCNEcFdBNMS9garcZo7z2cWEu7DQvSQ&ust=1367802312054956



Métodos de estudio de los fenómenos eléctricos en lascélulas nerviosas.

• Técnicas para el estudio de lafunción cerebral: Resolución temporal y Resolución espacial. Aquíse muestran los límites de definiciónen el tiempo (ordenadas: desdemilésimas de segundo hasta días) y enel espacio (abscisas: el tamaño, desde

milésimas de milímetro hasta decenasde centímetros) de varias técnicasusadas en neurobiología. También seilustran, de acuerdo con una escalade color, el grado de invasividad (qué tanto hay que penetrar el tejidonervioso para poder estudiarlo) decada una de ellas: desde el azul, querepresenta poca o ningunainvasividad, como es el caso delelectroencefalograma (EEG), hastael rojo, cuyo mejor ejemplo loconstituyen las lesiones.



Otros Métodos

1.Microscópica : La estructura microscópica de las células nerviosas puede estudiarse enrebanadas finas de tejido (grosores de entre 5 y 50 µmm). En el método de Nissl, se utilizancolorantes de anilina con afinidad por el ácido ribonucleico del retículo endoplásmico

rugoso, y permite ver el tamaño, forma y densidad de los cuerpos celulares. Colorantes desales de plata son útiles para teñir el cuerpo y las ramificaciones neuronales (dendritas yaxón).-Insertar un microelectrodo-Degeneración anterógrada

2. Conductuales: El análisis del comportamiento natural o aprendido, individual o socialdel ser humano y los animales comprende desde la sola observación hasta lacuantificación detallada, a partir de imágenes grabadas y desmenuzadas porcomputadora, de los componentes finos de cada movimiento.



3. Electrofisiológicos:Es la técnica que permite examinar fenómenos cerebrales extremadamentebreves, del orden de milésimas de segundo, que ocurren cuando una neurona secomunica con otra.

4. Neuroquímicos: La neuroquímica ha permitido descifrar nuevos significados del lenguajeneuronal. Utilizando moléculas que imitan la acción de compuestos endógenos, oque bloquean sus efectos (los agonistas y antagonistas, respectivamente), se hanidentificado los integrantes del proceso de comunicación entre las células.

5. Imagenología

Utiliza medio de detectores de señales y programas de computadoras se puedenrealizar "cortes" del cerebro, o de médula espinal de alta resolución espacial:con la resonancia magnética nuclear (RMN) es posible detectar masas de 2 a 3mm de magnitud; la tomografía por emisión de positrones (TEP) es otra técnicaque permite estudiar el sistema nervioso desde un punto de vista dinámico,aunque su resolución espacial y temporal son limitadas.



Polarización de membrana

Membrana del nervio durante el reposo PolarizadaCargas positivas(+) alineadas al exterior de la membrana en tanto lasnegativas(-) lo estén dentro.

Membrana del nerviocuando se encuentra elpotencial de acción

La polaridad quedaabolida.

Valor mas usual de potencialde membrana es -70 mV.



Causas de la polarización de la membrana “Potencial de Reposo”

La membrana plasmática y la cubierta celular juntas forman una membrana semipermeableselectiva que permite la difusión de ciertos iones a través de ella pero limita otras.

En estado de reposo los iones de K+ difunden a través de la membranaplasmática desde el citoplasma celular hacia el líquido tisular.

Esto da como resultado una diferencia de potencial estable de alrededorde -80 mv que pueden medirse a través de la membrana ya que el interior es

negativo en relación al exterior; es la diferencia de potencial que existeentre el interior y el exterior de una célula.



Causas del potencial de reposo • La presencia de proteínas en el interior de la célula cargadas positivamente dado el carácter

anfótero de las mismas y el pH celular ligeramente alcalino (7,4), establece un gradiente de

concentración de iones positivos desde el interior hasta el exterior, responsable de la

electronegatividad interna.

• La bomba Na+/K+ATPasa como mecanismo de transporte activo, establece una dirección

preferente para el transporte del Na+ hacia el exterior y K+ hacia el interior celular.

• El movimiento de los iones difusibles de Na+, K+ y Cl-, que se mueven libremente dependiendo

de su concentración química y de su carga eléctrica para alcanzar un estado de equilibrio

electroquímico tipo Donnan.

Anfótero: Es la molécula quecontiene un radical base y otroácido, pudiendo así actuar comoácido o base.



PUNTO DE KENIA



Aplicar la Ecuación de Nernst para calcular el Potencialde Equilibrio

Sirve para calcular el potencial de equilibrio de un ion, que estadistribuido desigualmente a través de la membrana, siendo esta permeablea dicho ion.

Donde.E= Potencial de Equilibrio (mV)

R= Constante de Gases T= Temperatura Absoluta (Kelvin)Z= Carga del Ion

F= Constante de Faranday[C1] y [C2]= Son las concentraciones del ion a

cada lado de la membrana

La ecuación es la siguiente

E=2.3RT Log [C2] ZF [C1]



3. A medida que entra más Na+ en la célula a través de los canales de Na+ dependientes delvoltaje, se despolariza aún más la membrana.

1. Un estímulo hace que se abran los canales de Na+ y se permita la difusión de Na+ hacia

dentro. Ello hace que se despolarice la membrana. Estímulo

2. Al alcanzarse el potencial umbral se abren los canales de Na+ dependientes del

voltaje..

4. La Magnitud del Potencial de Acción alcanza su máximo ( a + 30 mV) cuando se cierran

los canales de Na+.

5. La Repolarización se inicia cuando se abren los canales de K+ y permiten la difusión de

K+ al exterior.

6. Tras un breve período de despolarización se reestablece el potencial de reposo por la

bomba de sodio –

potasio y por el retorno de los canales de iones a su estado de reposo.



Clasificación de las Fibras Nerviosas en cuanto adiámetro, velocidad de conducción y función

Morfológica:

•Mielínicas•Amielínicas

Funcional:

•Sensitiva•Motora



Clasificación de las FibrasNerviosas



ELECTROGENESIS DEL POTENCIAL DEACCION

La membrana celular del nervio se encuentra polarizadadurante el reposo con las cargas positivas alineadas a lo largodel exterior de la membrana, y las cargas negativas alineadasen el interior.

Durante el potencial deacción esta polaridad quedasuspendida y durante unbreve periodo se invierte, las

CARGAS POSITIVAS de lamembrana delante y detrásdel potencial de acción

FLUYEN al interior de laparte de NEGATIVIDAD

(representada por elpotencial de acción).



ELECTROGENESIS DEL POTENCIAL DEACCION

Al extraer las cargas positivas, este flujo disminuye lapolaridad de la membrana delante del potencial deacción.

Tal despolarización ELECTRONICA inicia una respuesta

local y, una vez que se alcanza el punto de ignición, seorigina una respuesta propagada la cual; a su vez,despolariza de manera ELECTRONICA la membrana queser localiza en el frente.

Por tanto, la naturaleza autopropagada de los impulsosnerviosos se debe al flujo circular de la corriente y a lasdespolarizaciones ELECTRONICAS sucesivas hasta elpunto de ignición de la membrana delante del potencial

de acción.



Conducción Saltatoria:• El potencial de acción “salta” de un nódulo de Ranvier a

otro.• Entre ellos la corriente sufre conducción electrotónica.• En la MP del nódulo es donde hay canales de Na+ y K+ y

bomba Na+/K+• La conducción saltatoria permite mayor velocidad deconducción 100 veces mayor, y con menor movimiento deiones y menor gasto energético



Conducción ortodrómica:Es el impulso que se genera endirección hacia la arborizaciónfinal del axón o telodendrita y sepropaga a través de la sinapsis

axónica.

Conducción antidrómica: Es laque se origina en dirección al

cuerpo celular, atravesándolo yencaminándose hasta las porcionesfinales de la dendrita sin ser capaz de excitar a otras neuronas.



ESTABLECER EL TIPO DE CONDUCCION NERVIOSANORMAL EN UN SER VIVO.

CONDUCCIÓN ORTODRÓMICA: Es el impulso que se genera en direcciónhacia la arborización final del axón o telodendrita y se propaga a través de la

sinapsis axónica.

CONDUCCIÓN ANTIDRÓMICA: Es la que se origina en dirección al cuerpo

celular, atravesándolo y encaminándose hasta las porciones finales de la

dendrita sin ser capaz de excitar a otras neuronas, Conducción

retrógrada del impulso nervioso a partir de un situado en la zona media de

un axón. Se trata de un fenómeno anormal y puede ser provocada de forma

experimental.



Potencial de acción monofásico.Si se coloca un electrodo en el exterior y otro en el interior (o sea, un

electrodo pegado a la membrana y el otro en el interior de la célula) en estecaso el trazado que se obtiene es de un solo pico hacia arriba. Y por tenerun solo pico se le llama potencial de acción MONOFASICO.

Fase significa etapa. En el potencial deacción bifásico hay dos fases (primerpico de ascenso y segundo pico dedescenso) y en el monofásico hay unasola etapa (un pico hacia arriba).



Potencial de Acción Bifásico yMonofásico

Se utiliza para referirse a respuestas, fases, etapas, reflejos omovimientos de aparición rápida y duración corta

Fásico

Extremo de un conductoren contacto con unmedio, al que lleva o delque recibe una corrienteeléctrica.

Electrodo



Osciloscopio

Se utiliza para explorar los fenómenos eléctricos en los tejidos vivientes.

Al disponer estos microelectrodos en distintos espacios celulares de unnervio, en la pantalla fluorescente se registran los cambios de potencialque ocurren en la célula como trazados monofásicos y bifásicos

Monofásico

Bifásico



• Se coloca un microelectrodo en la membranacelular y otro en el interior del axón.• Permite describir el potencial de reposo y elpotencial de acción• En el trazado se observa un solo pico yascendente.• Se desarrolla una fase• Se observan fenómenos de posdespolarización yposhiperpolarización

• Se colocan dos microelectrodos en la superficie delaxón, es decir, en la membrana celular• En el trazado se observan dos picos: uno ascendentey otro descendente• No hay diferencia de potencial entre el espacioextracelular e intracelular en reposo• Se desarrollan dos fases• Hay una secuencia de cambios de potencial• Se observa un intervalo isoelectrico• La dirección de los picos se debe a la oposición delas cargas mientras se conduce el impulso.



No se trata de dos potenciales de acción distintos. El potencial deacción es el mismo en ambos casos. Lo único que varía es la forma de

medirlo al disponer los microelectrodos en distintos puntos.



Nervios mixtos Axón

• Funcionan como sensitivos y motores • Prolongación de la neurona especializada

en la conducción de estímulos nerviosos.

• Están constituidos por fibras que llevan las

excitaciones exteriores hacia los centros

nerviosos.

• Los axones de una célula nerviosa están en

sinapsis (muy cerca) de las dendritas de otra

célula nerviosa

• Constituidos por fibras que llevan las

excitaciones exteriores hacia las ordenes de

los músculos, y de los centros a la periferia.

• Cuando una célula necesita enviarle un

mensaje a la otra el axón libera una

substancia (dopamina, serotonina, etc.) que

es detectado por la dendrita de la otra célula

y que hace que por sus axones liberentambién ese neurotransmisor.

• Pertenecen a esta clase de nervios TODOS

los nervios raquídeos y varios craneanos.

• Como si fueran cables, los axones están

recubiertos por una proteína llamada

mielina producida las células de swan.



Se trata de un concepto queproviene de un vocablo griego quesignifica “unión” o “enlace”.

La sinapsis es la relación funcionalde contacto entre las terminacionesde las células nerviosas, en estoscontactos se lleva a cabo la

transmisión del impulso nervioso.

http://www.google.co.ve/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=7JrIX1w7iibz2M&tbnid=V9OX1TW5PVPJ7M:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http://antiguopasalavida.com/category/informatica/3d/page/7/&ei=ZWuIUdeDOYi29gSdoIGwCA&psig=AFQjCNH8kmF8slCGt0DvmBNfVRaFYBRiMQ&ust=1367981285999868



Elemento Presináptico: Generalmente corresponde a una terminal axónicao botón axónico.

Hendidura Sinaptica: Es el lugar donde se libera el neurotransmisor, el cualcae a la hendidura sináptica y baña la superficie del tercer componente de lasinapsis que es la superficie postsináptica.Tiene

Elemento Postsináptico:. Es donde el neurotransmisor abre canales iónicospara que comiencen a funcionar los segundos mensajeros, dentro del cuerpo de la

segunda neurona. Desencadenando un impulso nervioso.

ELEMENTOS

DE LA

SINAPSIS



FENOMEMOSELECTROQUÍMICOS DE LA

SINAPSIS



La comunicación entre las neuronas, es decir, dondese produce el paso de la señal neural (transmisión

sináptica) ocurre por medio de procesos

electroquímicos específicos, gracias a ciertascaracterísticas particulares de la constitución de lasneuronas.



En una sinapsis las neuronas no se tocan, dejando unespacio entre ellos conocido como hendidura

sináptica, donde una neurona presináptica se une aotra que se llama neurona postsináptica.

Las fibras nerviosas actúan como terminales de bujías eléctricas de

los motores de explosión.



La señal nerviosa (pulso), que viene a través del axón de la célulapresináptica llega en su extremidad y provoca sobre la hendidura

sináptica la liberación de neurotransmisores depositados en pequeñas

bolsas llamadas vesículas sinápticas, éstas ayudan a que ocurran

reacciones físicas y químicas, recapturan los neurotransmisores ya

usados y propagan potencial eléctrico desde una pared o membrana de

la hendidura, la de la neurona presináptica, a la pared o membrana de la

postsináptica, continuando así la propagación de la señal.



Algunos neurotransmisores como acetilcolina (ACh), glicina, glutamato, aspartato y ácido gamma-amino butírico (GABA), tienenuna actividad biológica directa aumentando la conductancia a ciertosiones por adherencia a canales iónicos activados en la membrana

postsináptica.

Otros neurotransmisores, como la noradrenalina (NA), dopamina (DA)

y serotonina (5-HT), no tienen actividad directa pero actúanindirectamente en las vía sistemas de segundo mensajero para causarla respuesta postsináptica.

Estos sistemas implican adenosín-monofosfato-cíclico (AMPc), guanidín-monofosfato-cíclico (GMPc), inositol trifosfato (ITP), diacil glicerol (DAG), prostaglandinas (Pgs), leucotrienos, epóxidos y Ca++.



clasificación de lassinapsis.



Sinapsis

Eléctrica

El impulso electrico fluye a traves de canales proteicos de

union intima (conexinas)

Es bidireccional

QuímicaNo existe una union intimaentre la neurona hay una

hendidura sinaptica. EsUnidirecciona



Q

UI

MI

CA



Dependiendo del tipo de canaliónico activado, la sinapsis

puede ser clasificada

Sinapsis inhibitoria Sinapsis excitatoria



De acuerdo a la región de las neuronas queestablecen el contacto sináptico, se

reconocen 3 tipos de sinápsis:



son las sustancias químicas que se

encargan de la transmisión de las

señales desde una neurona hasta la

siguiente a través de las sinapsis

También se encuentran en la

terminal axónica de las neuronas

motoras, donde estimulan lasfibras musculares para contraerlas.

LosNeurotransmisores

Neurotransmisores



CLASIFICACION DE LOSPOTENCIALES SINÁPTICOS:

-Un neurotransmisor puede causarun Potencial graduadoEXCITATORIO o INHIBITORIO

EXCITATORIO(PEPS)

INHIBITORIO(PIPS)

CLASIFICACIÓN



POTENCIAL EXCITATORIO

POSTSINAPTICO (PEPS)-Un neurotransmisor que despolarice lamembrana postsinaptica es excitatorio

porque el valor del potencial de membranase acerca al valor Umbral.

-Un Potencial Postsinpatico

despolarizante se denomina enconsecuencia, Potencial Excitatorio

Postsinaptico (PEPS)



POTENCIAL EXCITATORIO

POSTSINAPTICO (PEPS)

-Estos canales permiten el paso de tres de los Cationesmas abundantes (Na+, K+, Ca+) a través de lamembrana celular.

APERTURA DE CANALES DE CATIONES

PEPS



-El ingreso de Na+ es mas importanteque el ingreso de Ca+ o la salida de

K+.



PEPS

• A pesar de que un PEPS

normalmente no inicie un

impulso nervioso la célula

postsinpatica se vuelve

más excitable .

•Como está parcialmente

despolarizada, es mas

problable que pueda

alcanar el umbral cuando

se produzca el siguiente

PEPS.



POTENCIAL INHIBITORIO POSTSINAPTICO(PIPS)

-Un neurotransmisor que que produce lahiperpolarización de la membrana postsinápticaes inhibitorio.

-Durante la Hiperpolarización la generación deun impulso nervioso se vuelve más dificil que lonormal debido a que el potencial de la membrana

se torna más negativo y se aleja aún mas elUmbral que en el estado de reposo.



POTENCIAL INHIBITORIO POSTSINAPTICO(PIPS)

-Los PIPS son el resultado de la apertura de loscanales de Cl- o de K+ dependientes de ligandos.

-Con la apertura de canales de Cl- , u númeromayor de iones de Cloruro comienzan a difundirhacia el interior de la célula .

-Cuando se abren los canales de K- una cantidadmayor de de iones de potasio difunde hacia afuera de la célula.



POTENCIAL INHIBITORIO POSTSINAPTICO (PIPPS)

En ambos casos la superficie interna de la membrana

plasmática se volverá más negativa

(HIPERPOLARIZACIÓN) como consecuencia del flujo deiones.



Bases electroquímicas que determinan lafacilitación y/o inhibición sináptica.

La inhibición en el SNC puede ser pre o



La inhibición en el SNC puede ser pre opostsinaptica.

La inhibición postsinaptica se puede clasificar en

•

Inhibición directa: es la ejercida durante el cursode un PPSI

• Inhibición indirecta: es la inhibición debida aefectos de la descarga previa de la neurona

postsinaptica, por ejemplo: durante el periodorefractario o la poshiperpolarizacion.

La inhibición pre sináptica es un proceso mediado porneuronas que acaban en las terminaciones excitatorias



neuronas que acaban en las terminaciones excitatoriasformando sinapsis axo-axonicas

Se han descrito 3 mecanismos de inhibición:

• La activación de los receptores pre sinápticos aumenta laconducta del Cl- y esto disminuye el tamaño de los pA que

llegan a las terminaciones excitatorias disminuyendo laentrada de Ca++

• La apertura de canales de K+ voltaje dependiente quepermiten la salida de este disminuyendo la entrada de Ca++

• La liberación de NT independiente del flujo de Ca++ haciael interior de la terminación excitatoria. EJ: GABA



Facilitación pre sináptica:

Se produce cuando el potencial de acción sepropaga y los canales de Ca++ se abren por un

periodo de tiempo más largo.

Se ha estudiado el rol de la serotonina, la que alser liberada en la terminal axo-axonal, aumenta el

tiempo de la re polarización prolongando el

potencial de acción

TRANSMISIÓN NEUROMUSCULAR UNIÓN NEUROMUSCULAR



UNIÓN NEUROMUSCULAR

Arco reflejo Axón inerva unafibra muscular

Pierde vaina demielina

Termina en un

Botón Terminal

Placa terminal motoraHendidura sináptica

EVENTOS QUE INTERVIENEN EN LA TRANSMISIÓNNEUROMUSCULAR



NEUROMUSCULAR umenta la permeabilidad de sus

terminaciones al Ca2+

Aumento de la liberación(exocitosis) de vesículas que

contienen acetilcolina

Aumenta la conductividaddel NA+ Y K+

Potencialdespolarizantes

Desplazamiento de ambas

direcciones

Contracciónmuscular



GRACIAS

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