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Blanca celula - potenciales de membrana y potencial de acciÓn






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POTENCIALES DE MEMBRANA Y POTENCIAL DE ACCIÓN

Física básica de los potenciales de membrana
Debido al gran gradiente de concentración de potasio desde el interior hacia el exterior hay una intensa tendencia a que cantidades adicionales de iones de potasio difundan hacia fuera a través de la membrana. A medida que lo hacen transportan cargas eléctricas positivas hacia el exterior, generando electro positividad fuera y electronegatividad dentro de la membrana.
El nivel del potencial de difusión a través de una membrana que se opone exactamente a la difusión neta de un ion particular a través de la membrana se denomina potencial de Nernst para ese ion.


Cuando una membrana es permeable a varios iones diferentes, el potencial de difusión que se genera depende de tres factores: la polaridad de la carga eléctrica de cada uno de los iones, la permeabilidad de membrana, las concentraciones, así como la ecuación de Goldman.


Medición del potencial de membrana
Es un método sumamente meticuloso que requiere de instrumentos muy precisos de medición. El sistema de medición del potencial de membrana secompone de dos aparatos fundamentales: Un voltímetro muy preciso y una micropipeta con un electrodo incorporado que excita la membrana y mide la diferencia de potencial entre el exterior y el interior.
Potencial de membrana en reposo en los nervios
El potencial de membrana en reposo es la diferencia que se establece entre ambos lados de una membrana cuando la célula está en reposo.
Esto se puede dar por dos formas: Por canales de fuga de a€–Naa€—^+-K^+ y por medio de la bomba a€–Naa€—^+-K^+.
Potencial de acción nervioso
Cuando las fibras nerviosas reciben un estímulo estas son excitadas y transmiten señales generando un potencial de acción. Esto es un cambio rápido en el potencial de la membrana en reposo.
El potencial de acción consta de 3 fases:
> Fase de Reposo: Cuando la membrana esta sin estímulo
> Fase de Despolarización: Se recibe un impulso y se eleva la carga de la membrana.


> Fase de Repolarización: La membrana vuelve a su estado de reposo.
Funciones de otros iones durante el potencial de acción
En el interior del axón hay muchos iones de carga negativa que no pueden atravesar los canales de membrana. Cualquier déficit de iones positivos en el interior de la membrana deja un exceso de estos aniones negativos no difusibles.
Una función importante de los canales de iones calcio activadospor voltaje consiste en su contribución en la fase de despolarización en el potencial de acción en algunas células.
Propagación del potencial de acción.
Es un potencial de acción que se desencadena en cualquier punto de una membrana excitable habitualmente excita porciones adyacentes de la membrana, dando lugar a la propagación del potencial a lo largo de la membrana. Es decir, las cargas positivas son desplazadas por la difusión hacia dentro a través de la membrana despolarizada, esta carga positiva aumenta el voltaje en una distancia de 1 a 3mma lo largo de la fibra, abriendo los canales de Na+ y produciendo una reacción explosiva del potencial.
-Dirección de la propagación.
No tiene una dirección de propagación única, sino que viaja por toda las direcciones alejándose del estimulo.
-Principio del todo o nada.


El proceso de despolarización viaja por toda la membrana si las condiciones son las adecuadas, o no viaja en absoluto si no lo son ósea, que no genere un voltaje suficiente para el estimulo siguiente.
Restablecimiento de los gradientes iónicos de sodio y potasio tras completarse los potenciales de acción: La importancia del metabolismo de la energía.
La propagación de cada potencial de acción reduce ligeramente la diferencia de concentración de Na+ y K+ en el interior y exterior de la membrana. Conel tiempo se hace necesario restablecer las concentraciones de la membrana de Na+ y K+. Esto se lleva a cabo por la bomba de Na+ y K+.
Meseta en algunos potenciales de acción
En algunos caso la membrana excitada no se repolariza inmediatamente después de la despolarización, el potencial de acción se mantiene durante milisegundos y solo después comienza la despolarización.
Ritmicidad de algunos tejidos excitables: descarga repetitiva
Las descargas repetitivas auto inducidas aparecen normalmente en el corazón, en la mayor parte del músculo liso y en muchas neuronas del sistema nerviosa central Estas descargas rítmicas producen: el latido rítmico del corazón, el peristaltismo rítmico de los intestinos y fenómenos neuronales, como el control rítmico de la respiración. Para que se produzca ritmicidad espontánea la membrana, incluso en su estado natural, debe ser lo suficientemente permeable a los iones sodio como para permitir la despolarización automática de la membrana.
Características especiales de la transmisión de señales en los troncos nerviosos
En los nervios existen fibras mielinizadas y no mielinizadas, esto facilita la velocidad de reacción a los estímulos.
Un caso especial es la conducción saltatoria a través de los Nódulos de Ranvier, ya que aquí se lleva a cabo el potencial de acción antes mencionado,este tipo de conducción ayuda a hacer más rápida la reacción y a su vez utilizar menos energía para llevar a cabo el potencial.
Excitación: el proceso de generación del potencial de acción
Este término se refiera a un proceso que genere un potencial de acción. Dicho proceso puede provenir de tres fuentes diferentes
Trastorno mecánico de la membrana.
Efectos químicos sobre la membrana.
Paso de electricidad a través de la membrana.
Estos factores que los iones de sodio comiencen a difundir hacia el interior de la membrana, sin embargo, no todos estos factores causan una reacción lo suficientemente grande para generar un potencial de acción, a esto se le denomina potencial subliminal agudo.


Registro de potenciales de membrana y potencial de acción
Para poder medir los cambios en las generaciones de potencial, se requiere de un aparato muy sensible capaz de captar los cambios en los impulsos eléctricos dentro de la membrana. Este aparato es el osciloscopio de rayos catódicos que consta de un cañón de electrones (Que se disparan a partir de un cambio en el potencial eléctrico), una pantalla fluorescente (Que capta los electrones enviados por el cañón) y un dos grupos de placas con cargas eléctricas que generan cambios en la dirección de los electrones debido a los cambios del potencial de acción.





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