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PRACTICA DE BIOFISICA 09, Ejercicios de Biofísica

Practica de biosifísica, N ° 09

Tipo: Ejercicios

2019/2020

Subido el 17/05/2022

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PRÁCTICA Nº 9
POTENCIAL DE MEMBRANA DE LA
CÉLULA NERVIOSA
AUTOR: Sesquén Cenizario Eduardo Alexander
CÓDIGO: 1511101420
I. RESUMEN
En el presente informe se estudió el potencial de la membrana celular, de una célula nerviosa
planteándose como objetivo estudiar el potencial de membrana de la célula nerviosa en
relación a los cambios de concentración de los iones Na y K usando un programa
computarizado de simulación, identificar el potencial de hiperdespolarización además del
estudio del comportamiento interno de la célula.
II. OBJETIVO.-
Estudiar el potencial de membrana de la célula nerviosa en relación a los
cambios de concentración de los iones de Na+ y K+ usando un programa
computarizado de simulación.
Identificar el potencial de despolarización y polarización.
Estudiar el comportamiento del interior de la célula con variaciones en la
conductancia de los iones.
III. FUNDAMENTO TEÓRICO.-
LA NEURONA Y SUS PROPIEDADES
La neurona es la célula principal del sistema nervioso. Tiene la capacidad de responder a los
estímulos generando un impulso nervioso que se transmite a otra neurona, a un músculo o a una
glándula. Existen multitud de tipos de neuronas, que se diferencian por su forma o tamaño.
Funcionalmente las neuronas se pueden clasificar en tres tipos:
• Neuronas sensitivas: aisladas o localizadas en órganos sensoriales o en zonas del sistema nervioso
relacionadas con la integración de las sensaciones.
• Neuronas motoras: localizadas en áreas del sistema nervioso responsables de la respuesta motora.
• Interneuronas o neuronas de asociación: relacionan distintos tipos de neuronas entre sí.
LAS CÉLULAS DE GLÍA
En el sistema nervioso, además de neuronas hay otras células, llamadas en conjunto células de glía o
neuroglía (puede haber 10 veces más que neuronas). Hay muchos tipos y son fundamentales para el
buen funcionamiento del sistema nervioso.
LA CARGA “ELÉCTRICA” DE LAS NEURONAS
La carga eléctrica del interior de la neurona es diferente a la del exterior (debido a la distribución
desigual de los iones). Esto crea una diferencial de potencial.
DESPOLARIZACIÓN E HIPERPOLARIZACIÓN
Según el tipo de estímulo que recibe la neurona, la diferencial de potencial puede aumentar
(hiperpolarización): se hace más negativo el interior de la neurona), o puede disminuir
(despolarización): se hace menos negativo el interior de la neurona. Si el estímulo supera un umbral,
la despolarización dispara el llamado “potencial de acción”. La ley del todo o nada indica que la
neurona genera un impulso si se supera el umbral (“todo”); y no lo genera sin no se supera (“nada”)
EL POTENCIAL DE ACCIÓN
Cuando se alcanza un potencial de acción se producen, de forma ordenada, movimientos de iones a
través de la membrana de la neurona. Esto origina cambios transitorios de potencial. El retorno al
potencial de reposo se debe a la actuación de la bomba Na/K que devuelve los iones a su localización
inicial.
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PRÁCTICA Nº 9

POTENCIAL DE MEMBRANA DE LA

CÉLULA NERVIOSA

AUTOR: Sesquén Cenizario Eduardo Alexander CÓDIGO: 1511101420 I. RESUMEN En el presente informe se estudió el potencial de la membrana celular, de una célula nerviosa planteándose como objetivo estudiar el potencial de membrana de la célula nerviosa en relación a los cambios de concentración de los iones Na y K usando un programa computarizado de simulación, identificar el potencial de hiperdespolarización además del estudio del comportamiento interno de la célula. II. OBJETIVO.-  Estudiar el potencial de membrana de la célula nerviosa en relación a los cambios de concentración de los iones de Na+^ y K+^ usando un programa computarizado de simulación.  Identificar el potencial de despolarización y polarización.  Estudiar el comportamiento del interior de la célula con variaciones en la conductancia de los iones. III. FUNDAMENTO TEÓRICO.- LA NEURONA Y SUS PROPIEDADES La neurona es la célula principal del sistema nervioso. Tiene la capacidad de responder a los estímulos generando un impulso nervioso que se transmite a otra neurona, a un músculo o a una glándula. Existen multitud de tipos de neuronas, que se diferencian por su forma o tamaño. Funcionalmente las neuronas se pueden clasificar en tres tipos:

  • Neuronas sensitivas: aisladas o localizadas en órganos sensoriales o en zonas del sistema nervioso relacionadas con la integración de las sensaciones.
  • Neuronas motoras: localizadas en áreas del sistema nervioso responsables de la respuesta motora.
  • Interneuronas o neuronas de asociación: relacionan distintos tipos de neuronas entre sí. LAS CÉLULAS DE GLÍA En el sistema nervioso, además de neuronas hay otras células, llamadas en conjunto células de glía o neuroglía (puede haber 10 veces más que neuronas). Hay muchos tipos y son fundamentales para el buen funcionamiento del sistema nervioso. LA CARGA “ELÉCTRICA” DE LAS NEURONAS La carga eléctrica del interior de la neurona es diferente a la del exterior (debido a la distribución desigual de los iones). Esto crea una diferencial de potencial. DESPOLARIZACIÓN E HIPERPOLARIZACIÓN Según el tipo de estímulo que recibe la neurona, la diferencial de potencial puede aumentar (hiperpolarización): se hace más negativo el interior de la neurona), o puede disminuir (despolarización): se hace menos negativo el interior de la neurona. Si el estímulo supera un umbral, la despolarización dispara el llamado “potencial de acción”. La ley del todo o nada indica que la neurona genera un impulso si se supera el umbral (“todo”); y no lo genera sin no se supera (“nada”) EL POTENCIAL DE ACCIÓN Cuando se alcanza un potencial de acción se producen, de forma ordenada, movimientos de iones a través de la membrana de la neurona. Esto origina cambios transitorios de potencial. El retorno al potencial de reposo se debe a la actuación de la bomba Na/K que devuelve los iones a su localización inicial.

ORIGEN Y PROPAGACIÓN DEL IMPULSO NERVIOSO

  1. POTENCIAL DE REPOSO. Existe una distribución desigual de iones dentro y fuera de la neurona: La neurona está polarizada.
  2. ESTÍMULO y POTENCIAL DE ACCIÓN. Cuando la neurona recibe un estímulo cambia la distribución de iones: La neurona cambia de polaridad. Es el potencial de acción.
  3. PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN. El potencial de acción cambia las propiedades de zonas adyacentes, desplazándose a lo largo de la neurona. Cuando la membrana de una célula excitable experimenta un estímulo por medio de un shok eléctrico, mecánico o químico, el potencial de membrana se altera enseguida produciendo cambios de voltaje en la membrana celular siempre que la intensidad del estímulo sea suficientemente elevado para superar un cierto umbral entrando en gran magnitud los iones de sodio, provocando una despolarización de la membrana. A esta sucesión de cambios se llama potencial de acción y se verifica en el punto de la membrana en el que ha tenido lugar la excitación. El sodio entra y entra hasta invertir las cargas a través de la membrana y luego llega hasta un potencial positivo (+60 mV). Ya antes de llegar a ese potencial máximo, los canales de sodio se va cerrando y los canales de potasio se van abriendo, provocando una salida masiva de potasio hacia el exterior mientras los canales de sodio se encuentran cerrados. La salida de potasio restaura las cargas de la membrana (repolarización), hasta hiperpolarizar (-80mV) la membrana, debido al exceso de potasio que sale al exterior. En ese momento pasa a tomar importancia la acción de la bomba Na-K ATPasa que devuelve los iones hacia sus distribuciones originales y el potencial vuelve al de reposo. En la Fig.1 se representan esquemáticamente el potencial de acción y sus diferentes etapas. Figura 1. Potencial de acción IV. MATERIAL Y EQUIPO  01 computadora con acceso a internet  01 Programa de simulación de potencial de acción.  PROCEDIMIENTO Y TOMA DE DATOS
  4. Prende la computadora y entra a internet.
  5. Ingresa al link:

V. RESULTADOS:

1. ¿Qué ocurre con el potencial de membrana cuando se incrementa la entrada de iones Na+^ al interior de la célula? Explica El potencial de membrana se vuelve positivo y aumenta rápidamente, es decir se despolariza, debido a la apertura de canales de sodio. 2. ¿Qué sucede con el potencial de membrana cuando aumenta la salida de iones K+^ al exterior de la célula? Explica El potencial de acción se vuelve más negativo, es decir se hiperpolarización, debido a la apertura de canales de fuga de potasio. 3. ¿Por qué se desplaza el potencial de acción hacia la derecha cuando aumenta el potencial de equilibrio de Na? Explica El potencial de acción se desplaza hacia la derecha debido al cambio de potencial tras membrana que conduce un impulso nervioso neuronal que recorre el axón. Además porque es el camino fundamental de la transmisión de los códigos neurales. 4. En la gráfica del potencial de acción registrado con el programa en estudio identifica el potencial de umbral, la espiga del potencial y el potencial de la hiperdespolarización de la célula.  Potencial de umbral : -50mv  Espiga del potencial : 33.3 mv  Potencial de hiperdespolarización : -75mv 5. ¿Qué ocurre con el potencial de acción cuando disminuye la conductancia del Na+? ¿Por qué? El interior de la célula se vuelve negativa, porque la conductancia del K+ aumenta a la vez que disminuye la conductancia del Na+ 6. ¿Por qué se desplaza hacia adelante el potencial de acción cuando aumenta la conductancia del K+? ¿Qué sucede con el potencial de hiperdespolarización en este caso? La hiperdespolarización disminuye cuando aumenta la conductancia de Na+, como producto el potencial de acción se desplaza hacia adelante, la transferencia de K+ representa una corriente positiva que sale de la célula, por lo que corresponde a la etapa descendente del potencial de acción. VI. CONCLUSIONES  Se logró estudiar con éxito el potencial de membrana de la célula nerviosa en relación a los cambios de concentración de los iones de Na+^ y K+^ usando un programa computarizado de simulación.  Se identificó correctamente el potencial de despolarización y polarización gracias a un aplicativo virtual  Se estudió el comportamiento del interior de la célula con variaciones en la conductancia de los iones VII. BIBLIOGRAFÍA

  1. Córdoba F. (2005). FUNDAMENTOS BIOLÓGICOS DEL APRENDIZAJE Y LA MEMORIA. La neuróna. Colombia.
  2. Aurengo A y Petitclerc T (2008). BIOFÍSICA. McGgraw-Hill Interamericana. México.
  3. Becker RO y Selden G (1985). THE BODY ELECTRIC: Electromagnetism and the Foundation of Life. Edit. Quill; New York.
  4. Camerum AH y Skofronick JG (1978). MEDICAL PHYSICS, Edit. John Wiley & Sons; New York.
  5. Frumento A (1973). BIOFÍSICA. Edit. Inter-Médica. Buenos Aires; Argentina.