PROPIEDADES ELÉCTRICAS DE LAS NEURONAS.

DocenteYheny C. Soto

2016

INTRODUCCIÓN

• Las neuronas envían mensajes mediante un proceso electroquímico.

• Las sustancias químicas se convierten en señales eléctricas.

• Las sustancias químicas tienen cargas eléctricas (iones).

• Iones más importantes: Na+, Ca2+, Cl-, K+

• Hay otras moléculas proteicas de carga negativa.

• La membrana permite el paso de ciertos iones e impide el paso de otros (semipermeable).

FENÓMENOS ELÉCTRICOS DE LA NEURONA

POTENCIAL DE MEMBRANA EN

REPOSO

POTENCIAL DE ACCIÓN O

IMPULSO O ESPIGA

1. POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO.

• Neurona en reposo = no excitada = Polarizada.

• Potencial de membrana en reposo= Diferencia de cargas a un lado y otro de la membrana.

• Valor aproximado = Entre -60 mV y -70 mV.• Interior del axón negativo.• Exterior del axón positivo.

CAUSAS DEL POTENCIAL DE MEMBRANA

EN REPOSO (QUÍMICA Y ELÉCTRICA)

QUÍMICA:• Distribución desigual de iones a

ambos lados de la membrana.–Interior: Mayor concentración de K+.–Exterior: Mayor concentración de Na+,

Cl- y de Ca2+

NOTA: Las concentraciones de los iones tratan de balancearse pero no se logra, la membrana sólo deja pasar ciertos iones por sus canales iónicos.

ELÉCTRICA:• Distribución desigual de cargas a

ambos lados de la membrana.– Interior: Mayor concentración de

cargas negativas (proteínas, fosfatos PO4

- y sulfatos SO4- )

– Exterior: Mayor concentración de cargas positivas.

• Canales de K+ están siempre abiertos.• Los K+ atraviesan fácilmente la membrana

(por difusión facilitada)• Hay pocos canales de Na+ abiertos.• Los Na+ tienden a entrar pero no lo logran

(membrana poco permeable a este ión).• Las proteínas negativas que están en el

interior de la neurona NO pueden atravesar la membrana (se acumulan allí).

¿QUÉ SUCEDE CUANDO UNA NEURONA ESTÁ EN REPOSO?

• La bomba Na+ /K+ asa.• Transporta activamente (con

gasto de energía y en contra del gradiente),2K+ hacia el interior de la membrana y saca 3 Na+.

¿QUÉ PROTEÍNA EVITA QUE SE ROMPA EL POTENCIAL DE MEMBRANA EN

REPOSO?

• Es un cambio brusco y transitorio del potencial de membrana en reposo.

• Ocurre cuando la neurona recibe un estímulo.

• Inicia en el cono axónico.• Causado por un:

Intercambio de iones a través de la membrana.

2. POTENCIAL DE ACCIÓN

FASES DEL POTENCIAL

DE ACCIÓN:

(DESPOLARIZACIÓN Y REPOLARIZACIÓN)

a. Despolarización• Un estímulo abre los canales

de Na+.• Los iones Na+ entran rápida y

masivamente al citoplasma.• Como el Na+ tiene carga

positiva, la neurona se hace más positiva en su interior (SE DESPOLARIZA).

• Se invierte la polaridad (más positiva en el interior, más negativa en el exterior).

b. Repolarización• Los canales de Na+ se cierran.• Se abren los canales de K+.• Los iones K+ salen de la célula.• El interior vuelve a hacerse

negativo y el exterior, más positivo.

• NOTA: No todos los canales de K se cierran al mismo tiempo. Puede existir una salida mantenida de K, lo que provoca que el potencial se haga incluso más negativo que en las condiciones iniciales (hiperpolarización).

• http://bioellawiki.wikispaces.com/file/view/Potencial-de-accion.swf

LUEGO REGRESA AL ESTADO DE

REPOSO

• Si se alcanza el valor umbral de despolarización se abren todos los canales de Na + y se genera el potencial de acción.• Si la intensidad del estímulo no es

suficiente, no se abren todos los canales y no se produce el potencial de acción.

«LEY DEL TODO O NADA»

CONDUCCIÓN DEL IMPULSO NERVIOSO

Existen 2 tipos de propagación:

• Conducción Continua

• Conducción Saltatoria

CONDUCCIÓN CONTINUA

Se da en neuronas desmielinizadas.

La rapidez del impulso depende del diámetro del axón:

A >diámetro >rapidezSe produce una

despolarización progresiva de cada zona adyacente de la membrana del axón.

CONDUCCIÓN SALTATORIA

• Ocurre en neuronas mielinizadas.

• La vaina actúa como un aislante eléctrico (excepto en nodos)

• Es más rápida que la continua.

• El impulso se transmite de un nodo a otro.

• En los nodos están los canales de sodio y potasio.

• A >separación de los nodos > rapidez del impulso.

SINAPSIS

• Unión entre dos neuronas o entre una neurona y un efector (ej. Célula muscular).

• Neurona que envía el impulso: Presináptica.• Neurona que recibe el impulso: Postsináptica.• Espacio entre ellas: Hendidura sináptica.• OJO: Una neurona puede actuar como pre o

post.

Transmisión del impulso a través de una sinapsis

1. El potencial de acción o impulso nervioso alcanza las terminales sinápticas en el extremo de una neurona presináptica.

2. Se abren los canales de Ca2+3. Fluyen Ca2+ del medio al interior de la terminal.4. Los iones de Ca2+ provocan la unión de vesículas sinápticas con la membrana

plasmática y la liberación de neurotransmisores a la hendidura sináptica.Los neurotransmisores están en las vesículas sinápticas.5. Se unen los neurotransmisores a receptores de membrana de la neurona postsináptica.6. Se genera una respuesta en la neurona postsináptica: se abren los canales de Na+ (despolarización) o se cierran (hiperpolarización). Al final se puede provocar: un nuevo impulso, la contracción muscular o la secreción de una sustancia.

SINAPSIS

http://www.mhhe.com/sem/Spanish_Animations/sp_trans_acr_syn.swf

http://www.dailymotion.com/video/x6owky_neurotransmisores_school

ARCO REFLEJO

• http://www.curtisbiologia.com/node/1508

Fuentes• http://www.mhhe.com/sem/Spanish_Animations/sp_action_potential.swf• http://www.ujaen.es/investiga/cvi296/FyPF/tema2.pdf• http://

www.andaluciainvestiga.com/espanol/cienciaAnimada/sites/neurona/neurona.swf

• http://estaticos.elmundo.es/elmundosalud/documentos/2006/04/neuronas.swf• http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?ID=137486• http://www.genomasur.com/BCH/BCH_libro/capitulo_09.htm• http://bioellawiki.wikispaces.com/file/view/Potencial-de-accion.swf• http://

www.mhhe.com/sem/Spanish_Animations/sp_voltage_gated_channels.swf• Biología. 9a. Ed. Eldra Solomon, Linda Berg y Diana W. Martin• Biología. LA VIDA EN LA TIERRA. OCTAVA EDICIÓN. Teresa Audesirk. University of

Colorado at Denver and Health Science Center. Gerald Audesirk.