T.E. TEMA 5 Flashcards
(40 cards)
¿Cuáles son las funciones principales de las células de tipo excitable?
Las funciones principales de las células de tipo excitable son:
- Recepción e integración de señales procedentes de células próximas o distantes.
- Producción y propagación de señales de tipo eléctrico o electroquímico.
- Transmisión de señales de tipo eléctrico o electroquímico a células próximas o distantes.
Ejemplos de células excitables: neuronas, fibra muscular esquelética, fibra muscular lisa y miocito cardíaco.
¿Cuáles son las características funcionales de las células de tipo excitable?
Las características funcionales de las células de tipo excitable incluyen:
- Potencial de membrana en reposo: Mecanismos de producción y mantenimiento (canales iónicos de reposo, bomba de sodio y potasio).
- Mecanismos para generar señales eléctricas activas: Potencial de acción (canales iónicos regulados).
- Mecanismos de propagación de señales eléctricas: Pasivas y activas.
- Mecanismos de interacción con células diana: Sinapsis (eléctricas y químicas), uniones intercelulares especiales (fibra muscular lisa y miocito cardíaco), unión neuromuscular (placa motora).
¿Qué componentes de la membrana están implicados en el potencial de membrana en reposo?
Los componentes de la membrana implicados en el potencial de membrana en reposo son:
- Bicapa lipídica.
- Canales iónicos de reposo: K⁺, Na⁺, Cl⁻.
- Proteínas transportadoras: Bomba de Na⁺/K⁺.
¿Qué son los canales iónicos y cuáles son sus tipos funcionales?
Los canales iónicos son proteínas integradas en la membrana plasmática. Sus tipos funcionales son:
- Canales de reposo (no regulados): Permiten el paso de iones en reposo.
- Canales regulados (control de puerta):
- Regulados por voltaje: Se abren o cierran en respuesta a cambios en el potencial de membrana.
- Regulados por ligando: Se abren o cierran en respuesta a la unión de un ligando (neurotransmisores, fármacos, etc.).
- Regulados por estímulo mecánico: Se abren o cierran en respuesta a fuerzas mecánicas.
¿Cuál es la estructura general de los canales iónicos?
La estructura general de los canales iónicos incluye:
- Glucoproteína de membrana.
- X subunidades.
- Poro acuoso central que atraviesa la membrana.
- Región formadora de poro: X subunidades.
- Subunidades auxiliares citoplasmáticas o transmembrana (control de puerta).
¿Cómo se produce la conducción iónica a través de los canales?
La conducción iónica a través de los canales se produce porque:
- La bicapa lipídica es hidrófoba, pero los iones pueden atravesar el poro acuoso de los canales.
- Los iones atraviesan el poro en el sentido del balance energético favorable, es decir, siguiendo su gradiente electroquímico.
¿Qué factores influyen en la movilidad de los iones a través de los canales?
Los factores que influyen en la movilidad de los iones a través de los canales son:
- Tamaño del complejo iónico: Afecta la movilidad en el poro.
- Mecanismos de selectividad: Los canales actúan como tamices moleculares, permitiendo el paso de iones específicos.
- Pérdida de agua de hidratación.
- Formación de enlaces débiles y específicos entre el ión y el canal.
¿Cuáles son las propiedades electrofísicas de los canales iónicos?
Las propiedades electrofísicas de los canales iónicos incluyen:
- Flujo pasivo: Los iones fluyen en el sentido del gradiente electroquímico.
- Flujo de corriente (I): Es directamente proporcional al potencial de membrana (V) e inversamente proporcional a la resistencia (R), según la Ley de Ohm (I = V/R).
- Conductancia (γ): Es una medida de la permeabilidad del canal (γ = 1/R).
¿Qué es la fuerza electroquímica neta y cómo afecta el flujo de iones?
La fuerza electroquímica neta es la suma de la fuerza impulsora eléctrica y la fuerza de arrastre químico. Esta fuerza determina la dirección del flujo de iones a través de los canales:
- Si la fuerza neta es hacia el interior, los iones entran.
- Si la fuerza neta es hacia el exterior, los iones salen.
¿Cómo se regula la apertura y cierre de los canales iónicos?
La regulación de la apertura y cierre de los canales iónicos depende de su tipo:
- Canales de reposo: Permanecen siempre abiertos y no están regulados.
- Canales iónicos regulados:
- Están cerrados en reposo.
- Tienen 2 o 3 estados de configuración: abierto, inactivo y cerrado.
- La transición cerrado-abierto (control de puerta) implica una modificación en la configuración proteica, exponiendo residuos polares en el poro del canal.
¿Qué mecanismos proporcionan la energía para la apertura de los canales iónicos regulados?
La energía para la apertura de los canales iónicos regulados se obtiene mediante tres mecanismos:
- Regulación por voltaje: Cambios en el potencial de membrana (potencial de acción).
- Regulación por ligando: Unión de un ligando (neurotransmisores, fármacos, etc.).
- Regulación por estímulo mecánico: Fuerzas mecánicas (distensión o presión).
¿Cómo funcionan los canales iónicos regulados por voltaje?
Los canales iónicos regulados por voltaje funcionan de la siguiente manera:
- Tienen una subunidad auxiliar con carga que actúa como sensor de voltaje.
- El desplazamiento del sensor de voltaje a lo largo del campo eléctrico de la membrana proporciona la energía necesaria para la apertura del canal.
- Algunos canales, como el de Na⁺, tienen una fase de inactivación después de la apertura.
- El canal se cierra cuando el potencial de membrana vuelve al reposo.
¿Qué son los canales iónicos regulados por ligando y cómo funcionan?
Los canales iónicos regulados por ligando son canales que se abren o cierran en respuesta a la unión de un ligando (neurotransmisores, toxinas, fármacos). Existen dos tipos:
- Canales ionotrópicos: El receptor está estructuralmente asociado al canal.
- Canales metabotrópicos: El receptor es independiente del canal y regula su apertura a través de segundos mensajeros.
¿Cómo funcionan los canales iónicos regulados por estímulo mecánico?
Los canales iónicos regulados por estímulo mecánico se abren en respuesta a la distensión o presión sobre la membrana plasmática. La energía para su apertura proviene de la distensión de la membrana y se transfiere al canal a través del citoesqueleto.
¿Qué es el potencial de membrana en reposo y qué componentes participan en su establecimiento?
El potencial de membrana en reposo es la diferencia de potencial a ambos lados de la membrana plasmática debido a la distribución desigual de cargas positivas y negativas. Participan en su establecimiento:
- Bicapa lipídica.
- Canales iónicos de reposo (K⁺, Na⁺, Cl⁻).
- Bomba de Na⁺/K⁺.
¿Qué es el potencial de membrana en reposo y cómo se mide?
El potencial de membrana en reposo es la diferencia de potencial eléctrico entre el interior y el exterior de la célula, que en las células excitables suele estar entre -60 mV y -70 mV. Se mide utilizando microelectrodos que registran la diferencia de voltaje a través de la membrana celular.
¿Cómo se establece el potencial de membrana en reposo?
El potencial de membrana en reposo se establece debido a:
- Balance de carga neta positiva en el exterior: Mayor concentración extracelular de Na⁺ y Cl⁻.
- Balance de carga neta negativa en el interior: Mayor concentración intracelular de K⁺ y aniones orgánicos.
- Potencial de membrana (Vₘ): Diferencia de potencial entre el interior y el exterior de la célula (Vₘ = Vᵢ - Vₑ, donde Vₑ = 0).
¿Por qué hay una mayor concentración de Na⁺ en el exterior y de K⁺ en el interior de la célula?
Esto se debe a la acción de la bomba de sodio y potasio (Na⁺/K⁺ ATPasa), que bombea activamente 3 Na⁺ hacia el exterior y 2 K⁺ hacia el interior de la célula, utilizando energía derivada de la hidrólisis de ATP. Este proceso mantiene los gradientes de concentración de estos iones.
¿Qué papel juegan los canales de K⁺ en el establecimiento del potencial de membrana en reposo?
Los canales de K⁺ juegan un papel crucial en el establecimiento del potencial de membrana en reposo porque:
- Hay más canales de K⁺ que de Na⁺ en reposo.
- El K⁺ tiene mayor movilidad que el Na⁺.
- El K⁺ está sometido a una fuerza de arrastre química hacia el exterior y una fuerza de arrastre eléctrica hacia el interior, alcanzando un potencial de equilibrio de -75 mV.
¿Qué es el potencial de equilibrio del K⁺ y cómo se calcula?
El potencial de equilibrio del K⁺ es el potencial de membrana en el que no hay flujo neto de K⁺ a través de la membrana. Se calcula utilizando la ecuación de Nernst:
E K = RT / ZF ⋅ln [K +] e / [K +] i
Para el K⁺, el potencial de equilibrio suele ser de alrededor de -75 mV.
¿Qué papel juegan los canales de Na⁺ en el establecimiento del potencial de membrana en reposo?
Los canales de Na⁺ contribuyen al potencial de membrana en reposo porque:
- El Na⁺ está sometido a una fuerza de arrastre química y eléctrica hacia el interior de la célula.
- La entrada de Na⁺ compensa la salida de K⁺, lo que lleva a un potencial de equilibrio de +55 mV para el Na⁺.
- Esto provoca una pérdida del potencial de equilibrio del K⁺, lo que resulta en una salida compensatoria de K⁺.
¿Qué ocurre si los canales de Na⁺ se abren en reposo?
Si los canales de Na⁺ se abren en reposo, el Na⁺ entrará en la célula debido a su gradiente electroquímico (mayor concentración en el exterior y carga positiva en el exterior). Esto despolarizará la membrana, acercando el potencial de membrana al potencial de equilibrio del Na⁺ (+55 mV).
¿Qué papel juegan los canales de Cl⁻ en el establecimiento del potencial de membrana en reposo?
Los canales de Cl⁻ contribuyen al potencial de membrana en reposo porque:
- El Cl⁻ tiene un potencial de equilibrio igual al potencial de reposo (-60 mV).
- Cuando el potencial de membrana está en reposo, el flujo de Cl⁻ es nulo, ya que no hay gradiente electroquímico neto.
- El Cl⁻ actúa como un ión compensatorio, ayudando a estabilizar el potencial de membrana.
¿Por qué el Cl⁻ no contribuye significativamente al potencial de membrana en reposo?
El Cl⁻ no contribuye significativamente al potencial de membrana en reposo porque su potencial de equilibrio (-60 mV) es muy cercano al potencial de membrana en reposo. Por lo tanto, no hay un flujo neto de Cl⁻ a través de la membrana en reposo.
