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NEUROFISIOLOGIA. Potenciales de acción y sinapsis. POTENCIALES DE MEMBRANA. Definición: Diferencia de concentración de iones. Membrana selectivamente permeable. Favorecen la creación de un potencial de membrana.
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NEUROFISIOLOGIA Potenciales de acción y sinapsis
POTENCIALES DE MEMBRANA Definición: Diferencia de concentración de iones. Membrana selectivamente permeable. Favorecen la creación de un potencial de membrana. Potencial de membrana en el cuerpo humano: Iones sodio (na) y el potasio (K). NAFUERA KADENTRO
POTENCIAL EN REPOSO Medios de transporte para el sodio y potasio: • Bomba de sodio – potasio. • Escape de potasio y sodio a través de la membrana: Escape de sodio – potasio. “El potencial de membrana en reposo es de -70 a -90 milivoltios.”
POTENCIAL DE ACCIÓN DEL NERVIO • Definición: son cambios rápidos en el potencial de membrana. • inicia con un cambio del potencial negativo normal de reposo a un potencial positivo, y termina con una vuelta, casi igual de rápida, al potencial negativo. • Existen varias fases sucesivas:
Potencial de Acción • Fase 1: Reposo • Fase 2: Despolarización • Fase 3: Repolarización
FASE DE REPOSO • Potencial de reposo de la membrana antes de que se produzca el potencial de acción. • La membrana esta “polarizada” potencial negativo (-90mv).
FASE DE DESPOLARIZACIÓN • En este momento la membrana se vuelve permeable al ion sodio (difusión al Na+). • Permite el ingreso de enormes cantidades de este ión cargado positivamente.
FASE DE REPOLARIZACIÓN • Los canales de Na+ comienzan a cerrarse • Los canales de K+ se abren más de lo habitual, sale K al exterior se restablece el potencial de reposo. • La bomba de Na/K ATPasa intercambiará Na del interior por K del exterior, aumentando la diferencia de cargas.
Canales de Na y K con puertas de voltaje • La despolarización y la repolarización de la membrana del nervio durante el potencial de acción es posible gracias a los canales de sodio y de potasio con puerta de voltaje.
INICIACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN Se necesita un estímulo (círculo vicioso de retroalimentación positiva) que abre los canales de sodio Umbral para la iniciación de un potencial de acción. -50 a -55 mV
PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN • El potencial de acción se produce en un punto de la membrana, sin embargo, un potencial de acción obtenido en cualquier punto de una membrana excitable suele excitar las porciones adyacentes de la misma, dando lugar a la propagación del potencial de acción.
DIRECCIÓN DE LA PROPAGACIÓN • El potencial viaja alejándose del estímulo hasta que toda la membrana queda despolarizada.
PRINCIPIO DEL TODO O NADA • El proceso de despolarización viaja por toda la membrana si las condiciones son adecuadas, o no viaja en absoluto si no lo son.
Repolarización: restablecimiento de los gradientes iónicos. • Se debe restablecer lo más rápido posible. • Se logra a través de un único proceso metabólico activo que utiliza ATP: Bomba de sodio-potasio
MESETA EN ALGUNOS POTENCIALES DE ACCIÓN • En algunos casos, la membrana no se repolariza inmediatamente después de la despolarización; sino que el potencial permanece “excitado” en un punto próximo al pico de la espiga durante muchos milisegundos antes de que comience la repolarización, que se conoce como meseta.
MESETA EN ALGUNOS POTENCIALES DE ACCIÓN Esto depende de dos factores: • En el músculo cardiaco hay dos tipos de canales; canales rápidos y lentos. • Canales de potasio lentos: con puerta de voltaje con abertura aún más lenta de lo habitual, que no se abren totalmente hasta el final de la meseta.
PERÍODO REFRACTARIO • Mientras se encuentre despolarizada una membrana no puede ser nuevamente excitada. (pe: meseta) • Debido a que cuando inicia el potencial de acción los canales de sodio se inactivan y cualquier señal excitadora posterior será incapaz de abrir las puertas de difusión.
Anatomía de la sinapsis • En la superficie del axón y en el soma de la neurona existen al menos 10 000 o más pequeñas masas o terminaciones presinápticas; 90% de ellas se localizan en el axón. • Pueden secretar sustancias excitadoras o inhibitorias para la neurona postsináptica.
Terminales Presinápticos • Separada de la neurona postsináptica por la hendidura sináptica cuyo ancho suele ser de 250 amstrongs (1 a = una millonésima parte de milímetro) • Dos estructuras: • Vesículas del Transmisor • Mitocondrias. • Vesículas del trasmisor contienen la sustancia transmisora de dos tipos: • Excitatoria si la membrana neural postsináptica tiene receptores excitadores • Inhibitoria si tiene receptores inhibidores. • Las mitocondrias proporcionan ATP.
Funciones sinápticas • Transmitir impulsos de una neurona a otra. • Cambiar de impulsos únicos a repetidos. • Integrarse con otras neuronas para dar lugar a tipos mas complejos de impulsos.
Clases de sinapsis I Sinapsis Química: Transmisión de señales por medio de un NEUROTRASMISORES secretado por la neurona pre sináptica, que actúa sobre las proteínas del receptor postsináptico para excitarla, inhibirla o modificar su sensibilidad. Las sinapsis químicas son UNIDIRECCIONALES: “siempre transmiten el impulso en una dirección de la membrana presináptica a la postsináptica”
2. Sinapsis Eléctrica: Son CANALES DIRECTOS que transmiten impulsos eléctricos desde una célula a la siguiente. La mayoría consta de pequeñas estructuras tubulares formadas por proteínas y que se llaman uniones intercelulares laxas. Estas permiten el PASO DE IONES desde dentro de una célula a la siguiente.
Liberación del Neurotransmisor:Acción del Potencial de Acción (PA) • El PA llega a la terminal presináptica • Vaciamiento de vesículas con neurotransmisores dentro de la hendidura sináptica • Cambio en la permeabilidad de la membrana neural postsináptica (dependiente del tipo de receptores): • Excitación • Inhibición • Modificación
Vaciamiento del neurotransmisorInteracción de los iones de calcio • La membrana presináptica se despolariza y permite que ingrese calcio a la terminal presináptica. • Los iones calcio se unen a sitios de liberación que se encuentran en la superficie interna de la membrana. • Esto hace que las vesículas del transmisor se unan a la membrana, se fusionan y se abren al exterior en un proceso de exocitosis.
Neurotransmisores. • Hay tres categorías químicas. • Amino ácidos. • Aminas. • Péptidos. • Los dos primeros son de moléculas pequeñas, contienen un átomo de nitrógeno y se almacenan en las vesículas. • Los del segundo grupo, son de gran tamaño y se encuentran en el soma.
Neurotransmisores. • Distintas neuronas del cerebro liberan diferentes neurotransmisores. • La transmisión rápida de la mayor parte de las sinapsis del SNC están mediadas por los aa Glu y GABA. • La ACH media la transmisión rápida en las uniones neuromusculares. • Las transmisiones lentas están mediadas por NT de los 3 tipos.
Metabolismo de los Neurotransmisores • Aminas y Aminoácidos: • Son producidos en las terminaciones axonales. • El NT es concentrado dentro de las vesículas por las moléculas transportadoras ubicadas en la membrana.
Metabolismo de los Neurotransmisores • Péptidos: • Sintesis en los ribosomas del soma neuronal, • Por medio del transporte axoplásmico son llevados a la terminación axonal.
Receptores de Neurotransmisores • La unión del NT con el receptor de la neurona post sináptica cambia la forma de esta. • A pesar que hay más de 100 tipos de receptores, se pueden dividir en dos grupos: • Canales iónicos regulados por NT. • Receptores asociados a la proteína G.
Canales iónicos regulados por NT • Forma de poro. • Sino hay NT el poro está cerrado. • El NT abre el poro. • La reacción funcional de este depende de los tipos de iones que atraviesen el poro.
Receptores Excitadores e Inhibidores • Algunos receptores sinápticos, al activarse, excitan a la neurona postsináptica y otros la inhiben.
Canales iónicos regulados por NT(membrana post sináptica) • Predomina el efecto despolarizador del Na. • El efecto neto es excitador. • Una despolarización transitoria de la membrana postsináptica causada por la liberación presináptica de un NT se denomina potencial postsináptico excitador (PPSE)
Excitación • Abren los canales de sodio al interior de la célula postsináptica. • El potencial de acción aumenta en dirección positiva y alcance el umbral de excitación. • Disminución del paso de cloro y potasio por los canales.
Sodio (carga positiva) P.P.S.E.
Inhibición • Apertura de los canales iónicos del cloro. Postsinápticos • Difusión rápida de los iones de cloro hacia el interior de la neurona postsináptica. • Aumenta la negatividad intracelular = efecto inhibitorio.
Cloro (carga negativa) P.P.S.I.
Potencial postsináptico inhibitorio Aumento en la concentración de Cl- = Hiperpolarización = Efecto inhibidor
