2. ¿Qué estructura y funciones tienen las neuronas?
• Recibe información del entorno interno o externo, o de
otras neuronas.
• Procesa esta información, a menudo junto con información
de otras fuentes, y produce una señal eléctrica.
• Conduce la señal eléctrica, algunas veces a lo largo de una
distancia considerable, hacia un punto de unión dónde
encuentra otra célula.
• Se comunica con otras células, incluidas otras neuronas y
células que constituyen músculos o glándulas.
07/10/2012 2
4. Experiencia de
Hodgkin y Huxley
con axones de
calamares gigantes
07/10/2012 4
5. Teoría de membrana.
La conducción nerviosa está
asociada con fenómenos
eléctricos.
La diferencia en la cantidad
de carga eléctrica entre una
región de carga positiva y una
región de carga negativa se
llama potencial eléctrico.
Casi todas las membranas
plasmáticas tienen una
diferencia de potencial
eléctrico, el potencial de
membrana, en el que el lado
interno de la membrana es
negativo respecto al lado
externo que es positivo.
07/10/2012 5
6. Hodgkin y Huxley al usar axones gigantes de calamar
para registrar los eventos eléctricos del interior de las
neuronas descubrieron que:
1. Las neuronas inactivas mantienen una diferencia eléctrica
constante entre el interior de la mp y el medio extracelular.
Este es el Potencial de reposo y es siempre negativo ( de -40 a
-90mV).
2. Si la neurona se estimula, el potencial puede hacerse más o
menos negativo. Si llega al nivel Umbral (15 mV menos
negativo que el potencial de reposo) se desencadena un
potencial de acción.
07/10/2012 6
8. Potencial de reposo
• Las membranas (mp) tienen más canales para K (potasio)
que para Na (sodio)
• Los canales de K+ están normalmente abiertos.
• Los canales de Na+ están cerrados.
• Entonces, la mp es más permeable a K que Na
(PERMEABILIDAD DIFERENCIAL)
• En el interior celular existen PROTEÍNAS y ÁCIDOS
NUCLEICOS (aniones), entonces …
En el interior celular la carga es NEGATIVA
En el exterior celular la carga es POSITIVA
07/10/2012 8
10. POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO
• Las células excitables mantienen una diferencia de potencial
eléctrico, entre el medio interno y el medio externo mucho más
negativo (aprox. -70mV) que una célula no excitable (-10mV).
• Esta diferencia de carga electroquímica es producto de la acción
de la proteína denominada “bomba Na+/K+” que retira del medio
interno 3 ion Na+ e integra al medio interno de la célula 2 K+ de
modo que el interior de la célula queda negativo, considerando la
presencia de proteínas periféricas de tipo aniónicas en la cara
interna de la membrana.
• La suma de la acción conjunta de una gran cantidad de bomba
Na+/K+ explica el potencial de mb en reposo.
07/10/2012 10
11. Potencial de reposo
ACTIVIDAD REFORZAMIENTO: Explica la distribución de cargas que se
produce durante el estado de reposo neuronal. Ayúdate de la siguiente
tabla.
Tipos de iones Concentración Concentración Equilibrio
citoplasmática (mM) extracelular (mM) potencial
(mV)
K+ 400 20 -75
Na+ 50 440 +55
Cl- 52 560 -60
11
07/10/2012
16. Canal activado
Por Voltaje
Canal activado
Por ligando
07/10/2012 16
17. Qué ocurre son Na+?
Qué ocurre K+?
Estímulo
Potencial de reposo
07/10/2012 17
18. La despolarización se produce en el sitio receptivo de la neurona (dendritas o
soma) y se denomina: Potencial de Receptor
Estímulo
Genera un
Potencial de Receptor
Si el estímulo es Si el estímulo es
muy débil más potente
No alcanza umbral Si alcanza umbral
No hay Si hay
Impulso Nervioso
Ley del todo o nada: Si se alcanza el umbral se producirá el impulso nervioso de
una misma magnitud, no importando la intensidad del estímulo
07/10/2012 18
19. ¿Cómo distingue nuestro SN la intensidad del estímulo recibido?
La magnitud es la misma, lo que
cambia es la frecuencia con que se
generan los impulsos nerviosos
Mientras más intenso sea el
estímulo, mayor será la frecuencia
07/10/2012 19
20. Umbral de Excitación
Este concepto se refiere a la intensidad mínima que debe
tener un estímulo para ser capaz de generar un potencial de acción
en la neurona.
De acuerdo a esto existen tres clases de estímulos según su
intensidad:
1. Estímulo umbral, es aquel que tiene la intensidad mínima
necesaria para generar un potencial de acción.
2. Estímulo subumbral (Infraumbral), que tiene una intensidad
menor al mínimo necesario y por tanto no es capaz de generar
potencial de acción.
3. Estímulo supraumbral, tiene una intensidad mayor al mínimo
necesario y también es capaz de generar potencial de acción
07/10/2012 20
22. Identificar las limitaciones de la analogía.
Hay algunos aspectos diferentes entre el impulso
nervioso y las fichas de dominó:
En el golpe a la ficha hay contacto y el estímulo
pude ser recibido a través de un sentido ( luz, sonido,
etc.).
La conexión entre las neuronas se produce por las
sinapsis y las fichas se van golpeando unas a otras.
07/10/2012 22
23. POTENCIAL DE ACCIÓN
• Cuando una neurona recibe un estímulo, se abren
canales de Na+ , si la magnitud del estímulo permite la
apertura del suficiente número de canales, el interior
de la célula se hace más positivo, debido al ingreso de
iones Na+, esto desencadena la apertura de canales de
Na+ voltaje dependientes, en un efecto dominó,
disparando un potencial de acción; que consiste en la
despolarización de la membrana plasmática a lo largo
del axón de la neurona.
07/10/2012 23
24. • El estímulo que abre los canales de Na+ en el soma
de una neurona puede ser mecánico, químico
(moléculas ligandos o neurotransmisores) o eléctricos.
• Una vez ocurrida la despolarización de la membrana
plasmática, el potencial de membrana se eleva y llega
a +30mV lo que desencadena la apertura de canales
de K+ voltaje dependientes.
• Por su gradiente de concentración, el K+ sale de la
célula, de modo que el interior de la célula pierde
carga s+ y se vuelve negativo nuevamente
restableciendo la polaridad inicial de la membrana en
reposo (re polarización).
07/10/2012 24
27. Etapas del potencial de acción
Despolarización: se abren los canales de Na+ voltaje dependientes, entra
sodio al interior de la célula, sube el potencial de mb.
Repolarización: se abren los canales de K+ voltaje dependientes, sale K+
desde el interior de la célula, baja el potencial de mb, se inactivan los
canales de Na+.
Hiperpolarización: el potencial de mb baja mucho más allá que el valor
del potencial de mb, y la neurona está imposibilitada de disparar
potencial de acción nuevamente.
Reporalización : se inactivan(cierran) los canales de K+ se reestablece el
potencial de mb en reposo.
07/10/2012 27
28. DESPOLARIZACIÓN
DE LA MEMBRANA
Apertura de canales para Na+ activados por voltaje
07/10/2012 28
29. REPOLARIZACIÓN
DE LA MEMBRANA
Apertura de canales para K+ actiovados por voltaje
07/10/2012 29
30. HIPERPOLARIZACIÓN DE LA MEMBRANA
Salida excesiva de K+:
potencial de membrana más negativo con respecto al reposo
Inhibición de la neurona post sinaptica
07/10/2012 30
31. RETORNO AL
ESTADO DE
REPOSO DE LA
MEMBRANA
Bomba Na+/ K+ bombea Na+ hacia fuera y K+ hacia
El interior celular
07/10/2012 31
34. Períodos Refractarios
Este período refractario se refiere a un lapso en el cual la
neurona no puede volver a ser excitada y ocurre durante la
repolarización.
En un principio el período refractario es absoluto, porque la
neurona no responde a ninguna clase de estímulo incluso los
supraumbrales; para luego volverse relativo en donde sólo
responde a estímulos supraumbral.
07/10/2012 34
35. El impulso nervioso se transmite desde el
soma hasta terminales axónicos
07/10/2012 35
36. ¿Cómo se transmite el impulso nervioso entre
neurona y neurona?
A través de la Sinápsis que es la unión funcional entre
dos neuronas, que permite el paso del impulso nervioso
• Química; por liberación de señales químicas llamadas
neurotransmisores.
• Eléctrica; por continuidad entre las mbs plasmáticas
de las neuronas. La neurona pre-sinaptica es la
neurona que envía el impulso nervioso y la neurona
post-sinaptica es la neurona que recibe el impulso
nervioso.
07/10/2012 36
41. Sinapsis química
En la sinapsis química existe un espacio entre la neurona pre y
postsináptica denominado hendidura sináptica o espacio sináptico.
07/10/2012 41
42. Sinapsis química
1. Impulso nervioso llega al terminal
1 presináptico
2 2. Ingresa Calcio (Ca+²)
3. Se liberan vesículas con
neurotransmisores hacia la hendidura
3
sináptica
4. Los neurotransmisores se unen a sus
receptores específicos en la N.
4
postsináptica
5. La unión neurotransmisor-receptor
puede provocar la entrada de iones
positivos como el Na+ o el Ca+
generando un potencial postsináptico
excitador
6. La unión neurotransmisor-receptor, por
5 6 el contrario, puede permitir la entrada
de iones negativos, como el CL-,
generando un potencial postsináptico
inhibidor
07/10/2012 42
43. Potencial
postsináptico
excitador
Canal regulado por ligando
La unión neurotransmisor-receptor desencadena
principalmente la apertura de canales para el Na+, lo
que produce la despolarización de la membrana
El interior se hace más positivo
La acetilcolina es un neurotransmisor excitador en las
células musculares
07/10/2012 43
44. Potencial
postsináptico
inhibidor
Canal regulado por ligando
La unión neurotransmisor-receptor
desencadena principalmente la apertura de
canales para el Cl-, lo que produce una
hiperpolarización de la membrana
El interior se hace más negativo
El GABA es un neurotransmisor inhibidor del
encéfalo
07/10/2012 44
46. El impulso nervioso se
transmite entre neurona a
neurona a través de la
sinapsis.
La neurona pre-sináptica
libera neurotransmisores al
espacio sináptico, estos se
unen a receptores de mb de
la neurona post-sinaptico
generando la apertura de
canales sensibles a ligandos.
07/10/2012 46
47. De acuerdo a la forma en que
establece la unión sináptica
(contacto sináptico), entre la
neurona pre y post sináptica se
distinguen:
1. Sinapsis axo-somática
2. Sinapsis axo-dendrítica
3. Sinapsis axo-axónica
4. Sinapsis dendro-dendrítica
07/10/2012 47
48. ¿QUÉ TIPO DE SINAPSIS ESTÁ
MOSTRANDO ESTA IMAGEN?
Dendodendrítrica
AXODENDRÍTICA
07/10/2012 48
49. Analiza las imágenes que a continuación se presentan y explica el efecto
que tiene cada clase de neurotransmisor.
07/10/2012 49
51. Analiza las imágenes que a continuación se presentan y explica el efecto que
tiene cada clase de neurotransmisor.
07/10/2012 51
52. Analiza las imágenes que a continuación se presentan y explica el
efecto que tiene cada clase de neurotransmisor.
07/10/2012 52
53. Potencial postsináptico
• PPI; Potencial Postsináptico Inhibitorio
• PPE; Potencial Postsináptico Excitatorio
El efecto excitatorio o inhibitorio de un NT en la
neurona postsináptica dependerá del tipo de
canal que presente su receptor en la neurona.
Por ejemplo:
Acetilcolina, que es el primer NT identificado, a nivel del músculo
esquelético genera la contracción del músculo y a nivel del
músculo cardiaco genera la inhibición de la contracción muscular.
Un ejemplo general podría ser un mismo NT con receptor en
canal de Na+ o canal de K+.
07/10/2012 53
54. La velocidad de conducción de una fibra nerviosa depende principalmente
de dos aspectos:
1. Desarrollo de una vaina de mielina: que deja sólo algunas zonas del
axolema ( mp de la neurona) descubiertas. En este caso la zona a
repolarizar es muy pequeña, y se gana en velocidad de conducción
utilizando la llamada “conducción saltatoria”. En la fibra mielínica los
canales para iones sensibles a potencial se ubican en la zona
amielinizada, nodos de Ranvier. La despolarización de un nodo provoca
una “corriente en remolino” que despolariza al nodo contiguo. Así, el
potencial de acción cursa por la fibra a una gran velocidad. Una ventaja
adicional de la conducción saltatoria es la menor entrada y salida neta de
iones sodio y potasio respectivamente, ahorrando energía en la
restitución de los iones a sus compartimientos y consiguiendo además
períodos refractarios más cortos
2. Diámetro: Un modo de aumentar la velocidad de conducción es
mediante el aumento del diámetro en los axones amielínicos, ya que
incrementa la superficie de intercambio iónico.
07/10/2012 54
55. Conducción saltatoria del potencial de acción
El recubrimiento de
mielina es llevado a
cabo por los
oligodendrocitos en el
SNC y las células de
Schwann en el SNP a
intervalos regulares
(entre 1 y 3mm).
07/10/2012 55
56. Conducción saltatoria del potencial de acción
• El potencial de acción “salta” de un nódulo de Ranvier a otro.
• En la MP del nódulo es donde hay canales de Na+ y K+ y bomba
Na+/K+
• La conducción saltatoria permite mayor velocidad de
conducción 100 veces mayor, y con menor movimiento de iones y
menor gasto energético
07/10/2012 56
58. La velocidad de propagación del impulso nervioso no depende de la fuerza
del estímulo si no que del diámetro del axón y de la ausencia o presencia de
vaina de mielina
Existen 2 tipos de propagación del Potencial de acción:
07/10/2012 58
