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Potencial de reposo y membrana de las neuronas: propiedades eléctricas básicas, Exámenes de Etología

Universidad Católica de Valencia San Vicente Mártir (UCV)Etología

Las propiedades eléctricas básicas de las neuronas, en particular el potencial de reposo y la membrana. Se describe cómo las neuronas se comunican mediante cambios de propiedades eléctricas de su membrana plasmática, y cómo el potencial de membrana en reposo se determina por las cargas opuestas a lo largo de la membrana celular. Se incluyen conceptos relacionados como el potencial de equilibrio, el efecto de membrana de demorada dendrítica y la transmisión sináptica química.

Tipo: Exámenes

2017/2018

Subido el 20/06/2018

arubaroak
arubaroak 🇪🇸

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UNIDAD DIDÁCTICA 2: Electrofisiología y comunicación neuronal.
Tema 6: La actividad eléctrica de las neuronas
1. Potencial de reposo y registro de potencial de membrana.
i. Potencial de membrana
ii. Carga negativa de las neuronas en reposo.
iii. Bomba Sodio-Potasio
iv. Los iones más abundantes en el SNC
v. Potencial de equilibrio.
vi. Registro de potencial.
vii. Democracia dendrítica.
2. Potencial de acción.
i. Fases del potencial
ii. Potenciales Postsinápticos Excitatorios
iii. Ley de todo o nada
iv. Periodo refractario
v. Variables en la velocidad de propagación del potencial
vi. Canales iónicos dependientes de voltaje
vii. Potencial de acción como característica neuronal
3. Transmisión Sináptica.
i. Tipos de sinapsis
ii. Sinapsis eléctricas
iii. Ley de Ohm y resistencia
iv. Sinapsis química
4. Canales y Bombas Iónicas.
i. Tipos de canales iónicos
5. LTP y LTD (nociones básicas).
i. Potenciación a alargo plazo: mecanismo moleculares
ii. Relación con el aprendizaje y memoria
iii. Depresión a largo plazo
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¡Descarga Potencial de reposo y membrana de las neuronas: propiedades eléctricas básicas y más Exámenes en PDF de Etología solo en Docsity!

UNIDAD DIDÁCTICA 2 : Electrofisiología y comunicación neuronal. Tema 6: La actividad eléctrica de las neuronas

1. (^) i. Potencial de reposo y registro de potencial de membrana. Potencial de membrana ii. Carga negativa de las neuronas en reposo. iii.iv. Bomba Sodio-PotasioLos iones más abundantes en el SNC v.vi. Potencial de equilibrio.Registro de potencial. vii. Democracia dendrítica. 2. Potencial de acción. i.ii. Fases del potencialPotenciales Postsinápticos Excitatorios iii. Ley de todo o nada iv. v. Periodo refractarioVariables en la velocidad de propagación del potencial vi. Canales iónicos dependientes de voltaje vii. Potencial de acción como característica neuronal 3. (^) i. Transmisión Sináptica. Tipos de sinapsis ii. Sinapsis eléctricas iii.iv. Ley de Ohm y resistenciaSinapsis química 4. Canales y Bombas Iónicas. i. Tipos de canales iónicos 5. LTP y LTD (nociones básicas). i.ii. Potenciación a alargo plazo: mecanismo molecularesRelación con el aprendizaje y memoria iii. Depresión a largo plazo

  • Átomo: es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos.
  • Electrón: partícula subatómica o partícula elemental de tipo fermiónico (con spin de giro). En un átomo los electrones rodean el núcleo, compuesto únicamente de protones y neutrones. Los electrones tienen una masa pequeña respecto al protón, y su movimiento genera corriente eléctrica en la mayoría de los metales. Estas partículas desempeñan un papel primordial en la química ya que definen las atracciones con otros átomos.
  • Ion: átomo o molécula, cargada eléctricamente. Esto se debe a que ha ganado o perdido electrones de su dotación, originalmente neutra, fenómeno que se conoce como ionización.
  • Catión: es un ion (sea átomo o molécula) con carga eléctrica positiva, esto es, con defecto de electrones. Los cationes se describen con un estado de oxidación positivo por lo tanto al unirlos con un anion forman un hidroxido de sodio compuesto por 15 moleculas de metal y una de hidruros.
  • Anión: es un ion (sea átomo o molécula) con carga eléctrica negativa, es decir, con exceso de electrones. Los aniones se describen con un estado de oxidación negativo.

UNIDAD DIDÁCTICA 2 : Electrofisiología y comunicación neuronal.

Tema 6: La actividad eléctrica de las neuronas. Vocabulario básico.

  • La separación de cargas crea un potencial eléctrico o voltaje a lo largo de la membrana llamado “potencial de membrana”, que se define como la diferencia entre el voltaje del interior de la membrana y del exterior.
  • Por convención se define que el potencial fuera de la célula (Ve) es cero , por lo tanto el potencial de membrana en reposo (Vm) es igual al Vi. El rango de potencial de membrana en reposo de una neurona suele estar entre -60 ó -70 mV
  • El interior de la neurona está cargado más negativamente que el exterior por 3 motivos: 1. Las moléculas grandes como las proteínas y los ácidos nucleicos que tienen carga negativa son más abundantes dentro de la célula porque no pueden difundirse hacia el exterior. A estas moléculas se les llama aniones fijos (A-).

Vm = Vi - Ve

macromoleculas

  1. Potencial de reposo

2. Existen 2 cationes principales que intervienen en el intercambio de

cargas en la membrana neuronal: sodio (Na+) y el Potasio (K+). La

bomba sodio-potasio introduce sólo 2 iones de potasio (K+) dentro de

la célula por cada 3 iones de sodio (Na+) que salen.

3. Los canales iónicos permiten que se difunda más K+ fuera de la célula

que el Na+ que entra en la célula.

  1. Potencial de reposo
  • Recordemos que hay dos fuerzas actuando sobre los iones

que establecen el potencial de reposo:

  • Las cargas opuestas se atraen.
  • Los iones responden a gradientes de concentración ,

moviéndose de una zona de alta concentración a una

zona de baja concentración.

  • Siguiendo estas fuerzas, los cationes extracelulares son

atraídos por los aniones intracelulares. Además del Na+

y el K+, también un anión, el Cl-^ interviene en este

intercambio de fuerzas dentro y fuera de la membrana.

Potencialde membranaen reposo: -60mV

Vm = Vintracell -Vextracell

  1. Potencial de reposo

Na+ Cl-

K+ A-

  1. Potencial de reposo
  • La membrana celular en

reposo es más

permeable a los cationes

de K+ que a otros, por lo

que una gran cantidad de

K+ entra en la célula y se

organiza por un gradiente

de concentración

establecido por la bomba

de Na-K.

  • El potencial de reposo de una neurona puede verse usando un voltímetro y un par de electrodos, uno dentro y otro fuera de la célula.

1. Potencial de reposo. Registro del potencial de membrana

http://www.nernstgoldman.physiology.arizona.edu/

  • Desde los años 40 se han ido diseñando técnicas cada vez más sofisticadas para el registro del potencial de membrana. Estas técnicas permiten el registro tanto del potencial de reposo como del potencial de acción. Utilizan micropipetas de cristal rellenas de una solución salina que funcionan como electrodos.
  • Se insertan cables al final de las pipetas y se conectan a un osciloscopio mediante un amplificador, que proporciona la información de la amplitud del potencial de membrana en voltios. Dado que el diámetro de la punta de un electrodo es muy pequeño (≤ 1 μM), puede ser insertado dentro de una célula con relativo poco daño en la membrana celular.
  • Cuando los electrodos están fuera de la célula, no se registra ninguna diferencia en el potencial eléctrico. Pero cuando un microelectrodo se inserta dentro de la célula, el osciloscopio muestra un voltaje estable, lo que llamamos potencial de membrana en reposo (alrededor de -60 ó -70 mV)
  1. Potencial de reposo. Registro del potencial de membrana
  • Los pulsos de corriente despolarizante

evocan potenciales tónicos (pasivos) en la célula (el tamaño del cambio en el potencial es proporcional al tamaño de los pulsos de corriente). Si las corrientes despolarizantes son suficientemente seguidas y grandes provocan la apertura de los canales iónicos abiertos por voltaje (voltage-gated ion channel).

  1. Potencial de reposo. Registro del potencial de membrana
  • Cuando revertimos la dirección del flujo de corriente y hacemos que el electrodo intracelular sea más negativo respecto al electrodo extracelular, hacemos que el potencial de membrana sea más negativo. Eses aumento en la separación de cargas entre el exterior y el interior de la célula se llama “hiperpolarización”.
  • La hiperpolarización no provoca ninguna respuesta en la célula.
  1. Potencial de reposo. Registro del potencial de membrana

Los estudios de registro de

potencial de membrana han

mostrado que eventos

electrofisiológicos que ocurren

de forma espontánea en la

transmisión sináptica pueden

estudiarse y conocerse bien

gracias a que pueden

provocarse (y por lo tanto

controlarse) de forma artificial.

  1. Potencial de reposo. Registro del potencial de membrana Utilizando los registros e inducciones de potencial se han hecho múltiples descubrimiento electrofisiológicos, como el efecto de democracia dendrítica.

Tema 6: La actividad eléctrica de las

neuronas .2. Potencial de acción

1.- Potencial de membrana en reposo (entre -60/- mV). Canales de Na+ cerrados. 2.- Canales de Na+ abiertos. Se supera el umbral de despolarización. 3.- Apertura total de canales de Na+. Entrada masiva de Na+. Despolarización. Empieza a salir K+ 4.- los canales de Na+ se saturan. No entra más Na+, pero sigue saliendo K+ 5.- Saturación de los canales de K+. Hiperpolarización. Hay más Na+ dentro que fuera de la célula (antinatural!). 6.- regreso al estado de reposo (periodo refractario).

Entre 1-10 msg

Todo esto ocurre en menos de 10 msg. De esta forma, el impulso nervioso recorre unos 100 m de axón x sg. La velocidad de propagación será mayor si el diámetro del axón es grande y está mielinizado.

  • Los potenciales de acción tienen 2 características básicas: - 1.- siguen una ley de todo o nada. Cada despolarización produce un potencial de acción porque los canales de Na+ se abren completamente una vez superado el umbral de despolarización. - 2.- los potenciales de acción son eventos individuales, no se pueden sumar ni interferir uno en el otro. Esto ocurre porque la membrana celular entra en un periodo refractario tras cada potencial de acción durante el cual los canales de Na+ no pueden volver a abrirse.
  1. Potencial de Acción.
    • El potencial de membrana en reposo es abolido por el potencial de acción.
    • La apertura de los canales de Na+ dependientes de voltaje (VG Na+C) provocada por el potencial de acción, causa una entrada masiva de Na+ que acelera la despolarización.
  • La propagación del potencial de acción se produce a lo largo de un axón porque los potenciales de acción son causados por la despolarización, pero a su vez pueden provocar la despolarización.
  • La propagación del potencial de acción en un axón no mielinizado va ocurriendo por regiones que se van despolarizando sucesivamente (como cuando una fila de espectadores hacen la ola).
  1. Potencial de Acción.