Excitabilidad de neuronas: Propiedades eléctricas y transmisión de impulsos, Apuntes de Fisiología Animal

¡Descarga Excitabilidad de neuronas: Propiedades eléctricas y transmisión de impulsos y más Apuntes en PDF de Fisiología Animal solo en Docsity!

excitabilitat: neurones

[grau en biotecnologia 2014-2015 - fisiologia animal] dr octavi martí-sistac, prof TU fisiologia

1. introducció concepte fisiològic d ’ excitabilitat elèctrica cel·lular cèl·lules amb capacitat de generar impulsos electroquímics a banda i banda de la membrana, que són transmesos al llarg de la mateixa en forma de senyal portador d’informació: neurones i cèl·lules musculars. en aquest tema parlarem de les neurones.

3. transmissió de la informació neurones reben majoria d’inputs (sinapsis) a dendrites (tb però < a soma < altres zones) i s'integren a con axònic: si és prou intens, es dispara un senyal elèctric (potencial d'acció) que viatja per l'axó. cada axó pot presentar colaterals. normalment, els axons es ramifiquen l'àpex, i cada branca acaba en un botó sinàptic. sinapsis axosomàtiques concepte presinàptic vs postsinàptic

4. beina de mielina recobriment de molts axons, que actua com a aïllant elèctric. feta per capes concèntriques de doble membrana d’oligodendròcits (SNC) o cèl·lules de Schwann (SNP). és discontínua: trams d’1 mm separats per nòduls de Ranvier (1 μm), on beina és absent, com en els terminals sinàptics. en axons amielínics, transmissió potencials d'acció és contínua i lenta (1 m/s), i en axons mielínics és saltatòria pels nòduls de Ranvier i ràpida (100 m/s).

potencial d’acció (PA) es genera en con axònic i es transmet per membrana de l'axó fins botó sinàptic. es fusionen les vesícules sinàptiques amb membrana del botó (presinàptica) i s'allibera l’NT a la fenedura sinàptica. NT s’uneix a receptors de la membrana de la cèl·lula diana (postsinàptica). depenent del tipus de receptor del NT, s’obren canals iònics postsinàptics, es genera un corrent d’ions a través de la membrana postsinàptica, provocant-hi un potencial postsinàptic (PSP), que pot ser despolaritzant (excitador, EPSP): augmenta la probabilitat de que la neurona postsinàptica produeixi un potencial d'acció, o hiperpolaritzant (inhibidor, IPSP): disminueix la probabilitat. 5.1 sinapsi química neurones connectades per unions GAP. són més ràpides que les sinapsis químiques, i nt són bidireccionals. 5.2 sinapsi elèctrica

fenòmens elèctrics a la membrana neuronal la membrana té permeabilitat selectiva a alguns ions. això genera ≠ [ions] a banda i banda de la membrana, i per tant un potencial elèctric de membrana: en repòs és negatiu, de -70 mV (entre -40 i -90 mV segons tipus de neurona; excés + fora i – dins). fora hi ha una alta [Na, Ca i Cl] i baixa [K]. això és degut a 2 tipus de proteïnes a la membrana, que operen en sentit oposat: 1.canals iònics: principals responsables de la permeabilitat selectiva de la membrana pq permeten el pas passiu només de determinats ions a favor de gradient de concentració. els + imp. són els canals d'escapament de Na/K (transport passiu) pels quals entra Na/surt K, però són més permeables al K que al Na. 2.bombes iòniques: estableixen gradients de concentració d'ions perquè mouen activament ions en contra de gradient de concentració. Les + imp. són les bombes de Na/K, que treu 3 Na/ entra 2 K. 7.1 potencial de repòs de la membrana neuronal extracel·lular intracel·lular

fenòmens elèctrics a la membrana neuronal p.e. 2 compartiments amb una dissolució de KCl, separats per una membrana permeable només al K. 7.2 potencial de repòs de la membrana neuronal l'equilibri electroquímic s’assoleix quan la sortida de K+ a favor de concentració es compensa amb l'entrada de K+ a favor de càrrega, havent generat un potencial d'equilibri de la membrana per a aquell ió, que es pot calcular amb l'equació de Nernst. En suma, la difusió d'un determinat ió a través de la membrana plasmàtica està en funció del seu gradient de concentració i elèctric.

esdeveniments elèctrics pas previ imprescindible perquè es produeixi un PA és q es produeixi una petita despolarització inicial (com a mínim d’aprox 15 mV) provocada per alteració mecànica, tèrmica, química o elèctrica de la membrana (1). si se supera aquest llindar quan la despolarització arriba al con axònic (2), es dispara una ràpida despolarització (3) de fins a 0 mV/+35 mV (segons el tipus de neurona) (4), repolarizació ràpida (5), hiperpolarització (6) i retorn a potencial de repòs (7). 8.1 potencial d’acció (PA) tipus de potencial d’acció en agulla: és el típic de les neurones, amb despolarització i repolarització ràpides (el què acabem de veure). tb el presenta múscul esquelètic. en plateau: el presenten algunes neurones, membrana roman despolaritzada més temps abans de repolaritzar-se, pq a més dels canals de Na+, que són ràpids, tb hi ha canals de Ca++ (per on entra Na+ i Ca++) que són més lents i triguen més en obrir-se. tb el presenta múscul cardíac i alguns tipus de múscul llis.

quan el potencial de membrana és prou electropositiu, es tanca comporta inactivació canal Na+, impedint-ne l’entrada, i comencen a obrir-se canal de K+, surten ions K+ i té lloc repolarització. quan el potencial de membrana és prou electronegatiu, es tanca canal de K+ i la comporta d'activació del canal de Na+. hiperpolarització posterior deguda a retràs en tancament canals de K+; fase més lenta i duradora. després, bomba Na+/K+ restableix concentracions de Na+ i K+ a banda i banda de la membrana fins valors de repòs. 8.2 potencial d’acció bases iòniques canals de Na+ depenents de voltatge i canals de K+ depenents de voltatge, que s'obren o tanquen en funció del potencial de membrana; en repòs estan tancats. la petita despolarització inicial obre la porta d'activació del canal de Na+, entren ions Na+, que despolaritzen més la membrana, s’obren més canals de Na+, entra més Na+, més despolarització and so on (exemple de retroalimentació); fase ràpida i curta.

segueix la llei del tot o res: potencial d’acció només es dispara si l'estímul inicial despolaritzant supera un llindar, i si és així, la seva alçada i amplitut són independents de la intensitat de l'estímul inicial, i viatja al llarg de la membrana de l'axó sense pèrdues. Si augmenta la magnitud de l'estímul inicial, augmenta la freqüència a la que es produeixen els potencials d'acció. 8.3 potencial d’acció

característiques · locals: es produeixen localment en el lloc de la sinapsi. · electrotònics: es propaguen passivament, banda i banda de la membrana, com a corrents iònics instantanis en totes direccions. · s’atenuen amb la distància: no progressen mai més enllà d'1- mm del lloc on s'ha produït l'estímul, pq la membrana no és bon aïllant elèctric i permet flux transversal d'ions. · poden ser estimuladors (despolaritzants/EPSP) o inhibidors (hiperpolaritzants/IPSP). · graduats: la seva magnitud és proporcional a la intensitat de l'estímul aplicat. 9.1 potencials postsinàptics

sumació el PSP de cada sinapsi individual és nt molt petit i no pot provocar un potencial d'acció (PA); però, en funció profusió dendrites, cada neurona pot rebre fins a 2x10^5 sinapsis. els PSP de totes les sinapsis rebudes per una neurona s'integren (+/-), i si el resultat d’aquesta integració o sumació al con axònic supera el llindar de potencial, es dispararà un PA. sumació espacial: diversos PSP rebuts simultàniament en diferents llocs de la neurona postsinàptica per part de diversos terminals presinàptics. sumació temporal: diversos PSP repetits en seqüència ràpida en el mateix lloc per part d'un mateix terminal presinàptic. 9.2 potencials postsinàptics (PSP)