Practica6..

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Universidad del Perú, Decana de América

Integrantes: Condor Ñiquen, Giselle  Grillo Yara, Saori  Mendoza Samamé, Jimena  Tapia Vílchez, Fernando  Valencia Límaco, Verónica 

Grupo: 

Jueves 4:00 a 6:00 pm.

Profesora: 

Yaringaño, Roxana

2010

Practica N°6

Potencial de Acción

1.Objetivos: 

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Explicar el transporte de sustancias a través de la membrana celular. Describir el proceso por el cual se lleva a cabo el transporte de sustancias a través de la membrana plasmática. Explicar la diferencia básica entre el transporte activo y pasivo; activo primario y secundario. Describir los factores que mantienen el potencial de membrana en reposo. Dar la secuencia y explicar la secuencia de fenómenos que implican la generación de un potencial de acción nervioso.

2.Materiales  

UNMSM

Una PC Un tutorial interactivo: C- Clamp y V- Clamp

Laboratorio de Física II

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3.Fundamento Teórico Un potencial de acción o también llamado impulso eléctrico, es una onda de descarga eléctrica que viaja a lo largo de la membrana celular. Los potenciales de acción se utilizan en el cuerpo para llevar información entre unos tejidos y otros, lo que hace que sean una característica microscópica esencial para la vida de los animales. Pueden generarse por diversos tipos de células corporales, pero las más activas en su uso son las células del sistema nervioso para enviar mensajes entre células nerviosas o desde células nerviosas a otros tejidos corporales, como el músculo o las glándulas. Muchas plantas también generan potenciales de acción que viajan a través del floema para coordinar su actividad. La principal diferencia entre los potenciales de acción de animales y plantas es que las plantas utilizan flujos de potasio y calcio mientras que los animales utilizan potasio y sodio. Los potenciales de acción son la vía fundamental de transmisión de códigos neurales. Sus propiedades pueden frenar el tamaño de cuerpos en desarrollo y permitir el control y coordinación centralizados de órganos y tejidos.

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Fases del potencial de acción

Las variaciones potencial de membrana durante el potencial de acción son resultado de cambios en la permeabilidad de la membrana celular a iones específicos (en concreto, sodio y potasio) y por consiguiente cambios en las concentraciones iónicas en los compartimientos intracelular y extracelular. Estas relaciones están matemáticamente definidas por la ecuación de Goldman, Hodgkin y Katz (GHK).

Los cambios en la permeabilidad de la membrana y el establecimiento y cese de corrientes iónicas durante el potencial de acción refleja la apertura y cierre de los canales iónicos que forman zonas de paso a través de membrana para los iones. Las proteínas que regulan el paso de iones a través de la membrana responden a los cambios de potencial de membrana.

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En un modelo simplificado del potencial de acción, el potencial de reposo de una parte de la membrana se mantiene con el canal de potasio. La fase ascendente o de despolarización del potencial de acción se inicia cuando el canal de sodio dependiente de potencial se abre, haciendo que la permeabilidad del sodio supere ampliamente a la del potasio. El potencial de membrana va hacia E Na. En algunas células, como las células del marcapasos coronario, la fase ascendente se genera por concentración de calcio más que de sodio. Tras un corto intervalo, el canal de potasio dependiente de voltaje (retardado) se abre, y el canal de sodio se inactiva. Como consecuencia, el potencial de membrana vuelve al estado de reposo, mostrado en el potencial de acción como una fase descendente. Debido a que hay más canales de potasio abiertos que canales de sodio (los canales de potasio de membrana y canales de potasio dependientes de voltaje están abiertos, y el canal de sodio está cerrado), la permeabilidad al potasio es ahora mucho mayor que antes del inicio de la fase ascendente, cuando sólo los canales de potasio de membrana estaban abiertos. El potencial de membrana se acerca a E K más de lo que estaba en reposo, haciendo que el potencial esté en fase refractaria. El canal de potasio retardado dependiente de voltaje se cierra debido a la hiperpolarización, y la célula regresa a su potencial de reposo. [b]Las fases ascendente y descendente del potencial de acción se denominan a veces despolarización y hiperpolarización respectivamente. Técnicamente, la despolarización es cualquier cambio en el potencial de membrana que lleve la diferencia de potencial a cero. Igualmente, la hiperpolarización es cualquier cambio de potencial que se aleje de cero. Durante la fase ascendente, el potencial de membrana primero se aproxima a cero, y luego se hace más positivo; así, la fase ascendente incluye tanto despolarización como hiperpolarización. Aunque es técnicamente incorrecto denominar las fases ascendente y descendente como despolarización y hiperpolarización, es común verlo entre profesores, físicos y libros de neurociencia.

4.Análisis o Cálculos C-CLAMP UNMSM


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Experimento Nº1 propiedades activas de la membrana Se observan varios picos (potenciales de acción) que van desde los -65Mv a -20Mv.

Experimento Nº2 Efecto de los iones sobre la generación del impulso En la primera parte se observa que los iones particularmente significativos en el potencial de membrana son el sodio y el potasio. Ya que cuando se cambia la concentración tanto del sodio como del potasio se observa que el potencial de membrana varía. Esto no ocurre al variar las concentraciones del magnesio, calcio y cloro. En la segunda parte vemos que cuando se cambia la corriente base de 2nA a 0.8nA se observa que la disminución del potasio exterior elimina la generación del potencial de acción. Esto se corrobora al no observarse la presencia de picos en la gráfica, en cambio se observa una línea constante que va desde -72 a -59Mv.

V-CLAMP Experimento Nº3 Análisis del voltaje Clamp de las corriente de Sodio y Potasio Al cambiar el potencial de membrana de -100 mV a 0mV y medir la corriente se observó lo siguiente: que la corriente que se tuvo que aplicar fue de 150 nA como Intensidad máxima y -200 nA como intensidad mínima

Experimento Nº4 Efecto de la concentración de iones sobre las corrientes iónicas Cuando se cambia la concentración del sodio cambio a 30Mm la intensidad de corriente aumente varia del 0 a 125 nA. Por otro lado al cambiar la concentración del potasio a 30Mm la corriente va desde aumentó a 75 nA teniendo una zona de inactivación que llega a -200 nA.

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Experimento Nº5 voltaje dependiente de las corrientes del Na+ y K+ En la primera parte al bloquear las corrientes de sodio y presionar repetitivamente la tecla I, observamos que al igualar el [gNa]= 0uS todos las líneas resultantes en la gráfica se ubican en la parte positiva. Mientras que en la segunda parte al igualar [gK]= 0uS todas las líneas resultantes en la gráfica se ubican en la parte negativa.

5.Cuestionario 6.1) Desde el punto de vista de las corrientes iónicas. ¿Qué entiende por activación, desactivación e inactivación?

Los canales iónicos son proteínas que atraviesan las membranas plasmática, siendo la primordial función de estos el transporte rápido y selectivo de iones al interior de la célula o hacia fuera de ésta, la permeabilidad selectiva para determinados iones es la base de la clasificación de los canales de Na +, K+, Ca ++y otros. La activación e inactivación de los canales iónicos está controlada por un proceso llamado "sincronización de compuertas". Así que se entiende por activación a cuando el canal iónico está abierto y el flujo de es normal y constante; La desactivación sería cuando el proceso se detiene y se desactiva el canal iónico.

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6.2) ¿Por qué el pico del potencial de acción no está presente en el potencial de equilibrio para el Na +?

L a reducción de la concentración de Na+ reduce tanto el ritmo de elevación del potencial de acción como su amplitud pico. Además, existe una relación casi lineal entre la amplitud del potencial de acción y el logaritmo de la concentración, lo que es de esperar según la ecuación de Nernst asumiendo que la membrana axolémica es selectivamente permeable para el sodio. Por el contrario, el potencial de reposo se mantiene prácticamente constante al variar la concentración de sodio. Por lo tanto, aunque en reposo la membrana de la neurona es sólo ligeramente permeable al sodio, se torna extraordinariamente permeable a este ión durante las fases de ascenso y sobre pico del potencial de acción. Este aumento de la permeabilidad se debe a la apertura de unos canales selectivos para sodio para sodio, que están cerrados en condiciones de reposo. Como la concentración extracelular de sodio es superior a la intracelular, al abrirse el canal hay un flujo de iones hacia el interior de la célula con lo que la membrana se despolariza y se aproxima al valor de + 60 mV. 6.3) ¿Cuántas fases está presente en el potencial de acción? Muestre gráficamente.

REPOSO: la membrana está POLARIZADA con – 90 MV DESPOLARIZACIÓN: mayor permeabilidad Na - entra Na a la célula - se positiviza el interior de la célula (porque el potencial de membrana disminuye a -50-70 mV y se abren canales de Na por VOLTAJE) REPOLARIZACION: menor permeabilidad K = sale K al exterior = se negativiza el interior celular nuevamente.

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6.4) ¿Qué ión es importante para el movimiento hacia arriba (parte creciente) y cuál es importante para el movimiento hacia abajo (parte decreciente) del potencial de acción?

Como ya habíamos mencionado en la pregunta anterior, para que haya despolarización (movimiento hacia arriba) debe haber mayor concentración de iones Na en el interior de la célula y el potencial de membrana habrá disminuido. Por el contrario, para que haya repolarización (movimiento hacia abajo) debe haber mayor concentración de iones K en el interior de la célula y el potencial d membrana aumentaría.

6.Conclusiones 

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La membrana tiene una propiedad de ser anfipática lo cual es muy importante para el equilibrio de las sustancias en nuestro organismo. Las señales nerviosas se trasmiten mediante el potencial de acción que son cambios rápidos del potencial de membrana

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que se extiende rápidamente a lo largo de la membrana de las fibras nerviosas. Las sucesivas fases del potencial de acción son: Fase de reposo -Fase de despolarización - Fase de repolarización, Fase de reposo.- Se dice que la membrana se polariza durante esta fase debido al potencial de membrana negativo de -90 mV que está presente. Fase de despolarización.- En este momento la membrana se hace súbitamente muy permeable a los iones de sodio, lo que permite la entrada de un número muy grande de sodio al interior del axón. Esta entrada de sodio al interior del axón hace que el potencial de membrana se sobreexcite mas allá de nivel cero y que se haga algo positivo. En algunas fibras más pequeñas así como en muchas neuronas del sistema nervioso central, el potencial solo se acerca al nivel cero. Fase de repolarización.- En un plazo de algunas diez milésimas de segundo después de que la membrana se haya hecho muy permeable a los iones de sodio, los canales de sodio comienzan a cerrarse y los canales de potasio se abren más de lo normal. De esta manera la salida de los iones de potasio hacia el exterior restablece el potencial de membrana en reposo negativo normal.

7.Referencias 

Ruiz Martínez, Jesús. Física y Química. Volumen II. Física II. Editorial Mad, S.L. Publicado en España. Primera Edición, Año 2003.

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www.fisicanet.com.ar

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