TP 1 NEURO: BIOELECTRICIDAD

Question 1

Concentraciones de Iones

1. En donde abunda el Na+?
2. En donde abunda el K+?

Answer 1

1. Extracelular
2. Intracelular

Question 2

Concentraciones de Iones

1. Gracias a estas distintas [ ], ambos iones, tendrán fuerzas de arrastre (fuerzas impulsoras), cuales son?
2. Que las caracteriza a ambas fuerzas?

Answer 2

1. Son:
   * Fuerza química
   * Fuerza eléctrica
2. Lo que hacen es:
   * FQ, va de acuerdo a las concentraciones. Esta fuerza, hará que por ejemplo el K+, vaya del IC hacia el EC
   (de donde hay más [ ] a donde hay menos [ ])
   * FE, (de acuerdo a la carga del ion) → Esta fuerza depende de la diferencia de potencial eléctrico de la membrana. Por ejemplo, si el K+ tiende a salir, el interior celular quedará más negativo (el sector más cercano a la MP), y el EC, quedará con cargas positivas.

Question 3

Concentraciones de Iones

Cuando ambas fuerzas se IGUALAN (la fuerza de arrastre química y eléctrica llegan a un equilibrio), habrá un POTENCIAL DE EQUILIBRIO

Este potencial, se puede medir según 2 ecuaciones, cuales son, y que las diferencia?

Otro datito extra:

Cual es la importancia de las proteínas con carga negativa que se encuentran en el interior de las células?

Answer 3

→ Este potencial de equilibrio podemos medirlo según:
* El NERST → Pot de EQ para un solo ion (situación ideal que no se cumple en un ser humano)
* La ecuación de Goldman-Hodgking-Katz → Evalúa la permeabilidad de la membrana hacia todos los iones (situación real).

→ Hay que tener en cuenta, que en el interior de la celula, existen Proteínas con carga negativa, y son no permeables.
Las proteínas no permeables con carga negativa, tienen el papel de generar gradientes iónicos para los iones permeables.

Question 4

Nerst del Ion

1. Cual es la defición del Nerst?
2. Es propio de ___
3. Para calcularla debo conocer algo del ion, que es?

Cual es el Nerst del K+, Na+ y del Cl-??

Answer 4

1. Es el valor del potencial de membrana donde el ion se encuentra en equilibrio electroquímico. Es el valor de Vm en el cual el flujo neto de un ion es cero, y se encuentra en equilibrio.
2. cada ion
3. DEBO CONOCER las concentraciones intracelulares y extracelulares del ion.

* E K+ es -90 mV.
* E Na+ es +62 mV.
* E Cl es -88 mV.

Question 5

Ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz (GHK)

1. Para que sirve?
2. Esta ecuación sirve para un solo ion? Que se tiene en cuenta en esta ecuación?

Answer 5

1. Me sirve para calcular el Vm en reposo.
2. Falso. Sirve para cuando hay más de un ion involucrado, se tiene en cuenta la permeabilidad de los iones y las
   concentraciones de los mismos.

Question 6

Corriente

1. Cuanto mayor sea la diferencia entre el _ y el ___ , mayor es la corriente que fluye
2. La utilizamos para saber si un ion está___ de la célula, esto lo podemos saber con el __ o sentido de la corriente

Cuando el Vm, es igual al potencial de equilibrio (Nerst) para el potasio por ejemplo, la corriente de potasio valdrá 0. La corriente dejará de ser 0 cuando el Vm se aleje del potencial de equilibrio.

Answer 6

1. Vm - Pot de EQ
2. entrando o saliendo - signo

I = g. FIM FIM = Vm - E
* I = corriente
* G = conductancia
* FIM = fuerza impulsora

Question 7

Corriente Negativa (I -) Corriente Entrante

1. Genera (despolarización o hiperpolarización)? El IC está (+) o (-)?
2. En este caso como se pueden estar comportando los iones?? (2)

Ejemplo: La FIM del Na+ (Vm-Nerst) es → -80 – (+67) = -147 → por lo tanto, su corriente será - (corriente entrante).

Answer 7

1. despolarización - está (+)
2. Pueden estar:
   * Catión Entrando (Na+)
   * Anión Saliendo (Cl-)

Question 8

Corriente Positiva (I+) (Corriente Saliente)

1. Genera (despolarización o hiperpolarización)?
2. En este caso como se pueden estar comportando los iones?? (2)

Ejemplo: La FIM de K+ (Vm-Nerst) es → -80 – (-95)= +15 → por lo tanto, su corriente será + (corriente saliente)

Answer 8

1. Genera Hiperpolarización
2. Puede haber:
   * Catión Saliendo (K+)
   * Anión Entrando (Cl-)

Question 9

La fuerza impulsora define el _ y la _ de la corriente, ya que la conductancia es siempre _

Answer 9

sentido - magnitud - positiva

Question 10

Potencial de Membrana

1. Qué es?
2. Qué hace?
3. Está determinado por? (1)
4. El flujo de corriente va a estar controlado por? (1)

Answer 10

1. Son señales eléctricas transitorias, que se producen por cambios temporales del flujo (ya sea de la corriente de entrada como de salida de la celula).
2. Arrastra el potencial eléctrico a través de la membrana celular, y lo va alejar de su valor de reposo.
3. Iones más permeables.
4. Canales Iónicos REGULADOS y NO REGULADOS.

Question 11

Potencial de Membrana

Características de los Canales Iónicos

C.I REGULADOS (reposo)
1. Normalmente como están (abiertos/cerrados)?
2. Van a estar regulados por factores extrínsecos (estímulos, despolarizaciones o repolarizaciones)?(sí/no)?

C.I NO REGULADOS
3. Normalmente como están (abiertos/cerrados)?
4. Van a estar regulados por factores (cambios en la potencial de la membrana, tensión en la membrana)? (sí/no)

Answer 11

1. Abiertos
2. No
3. Cerrados cuando la membrana está en reposo.
4. Sí

Question 12

Potencial de Membrana

De qué factores depende? (3)

Answer 12

• Polaridad de carga de cada uno de los iones a difundir
• Permeabilidad de la membrana a esos iones
• Concentración de los iones IC y EC.

Question 13

Potencial de Membrana en Reposo

1. Qué es?
2. De qué depende?
3. En el reposo la membrana, tiene muchos canales __ al _

4. Siguiendo el punto 3.
Es por eso, que el potencial de membrana en reposo está determinado por el NERST de que ión?? → Esto igualmente no quiere decir que no haya canales para sodio ni cloro, solo que la cantidad de canales para el potasio son __
Por lo tanto, en el reposo → la celula nerviosa tiene un exceso de cargas positivas en la cara externa de la membrana plasmática, y un exceso de cargas negativas en la cara interna de la membrana.

Answer 13

1. Es la diferencia de potencial eléctrico que existe a ambos lados de la membrana.
2. El potencial de reposo dependerá (está determinado) de los iones implicados, sus concentraciones a un lado y otro de la membrana y la permeabilidad selectiva de cada uno de ellos (principalmente al K+).
3. permeables - potasio
4. del POTASIO (-90 mV) - abundantes -

Question 14

Potencial de Membrana en Reposo

1. Para poder mantener este potencial de membrana en reposo en el tiempo, en el valor -90 mV, se requiere de?
2. Por qué?
3. De qué depende el potencial de membrana en reposo? (2)

Answer 14

1. Gasto de Energía, gracias a la Bomba Na+/K+ ATPasa.
2. La Bomba, mantiene los gradientes iónicos (hace que los iones no se disipen) y es electrogénica (genera electricidad).
3. Depende de:
   - La distribución desigual de iones a ambos lados de la membrana.
   - La permeabilidad selectiva de la membrana a los iones potasio y sodio. O por decirlo de otra manera, de los canales pasivos.

Question 15

Despolarización e Hiperpolarización

Cada vez que hay un flujo neto de cationes o aniones hacia el IC o EC, se alterará la acumulación de cargas, y eso llevará a la alteración de la polaridad de la membrana. Por lo tanto:

1. Una REDUCCION en la separación de las cargas, representa una __?
2. Un AUMENTO en la separación de las cargas, representa una __?
3. Los cambios de potencial de membrana que incrementan la diferencia de potencial entre el IC y EC se denomina __
4. Los cambios de potencial que reducen la diferencia de potencial se denomina __
5. El Vm en la membrana en reposo cambia sí o no??

Answer 15

1. Despolarización (el interior se hace más positivo)
2. Hiperpolarización (el interior se hace más negativo)
3. Hiperpolarización
4. Despolarización
5. NO CAMBIA ya que existe un flujo neto = 0 (todo lo que entra es igual a lo que sale), por eso no se carga ni se descarga la membrana, y es por eso que el Vm en reposo
   es constante. Si existe un cambio en las corrientes, ahí si el flujo neto dejará de ser cero, como en los casos de potenciales de Acción.

Question 16

1. Qué es repolarización?
2. Qué es hiperpolarización?

En un PA, primero hay repolarización y luego, suele pasarse e hiperpolarizarse.

Answer 16

1. Volver al reposo
2. Hacerlo más negativo que el reposo

Question 17

Canales Iónicos

1. Propiedades? (4)

Answer 17

1. Propiedades:
* Conducen iones (flujo pasivo)
* Reconocen y seleccionan iones específicos (selectividad)
* Se abren y cierran en respuesta a señales eléctricas, mecánicas o químicas especificas (regulados).
* Los canales no regulados, normalmente están abiertos con la celula en reposo (canales en reposo = P.M.R)

Question 18

Canales de Sodio

1. Pueden estar? (3)
2. Tienen una cinética más _ que la del K+, ya que se abren y se cierran más _
3. Qué sucede a medida que llegan al pico de potencial de Acción? Esto que permite?
4. De qué son dependientes?

Answer 18

1. cerrados, abiertos e inactivos.
2. RÁPIDA
3. Los canales se van inactivando gradualmente a medida que van llegando al pico del Potencial de Acción. Esto, es lo que permite que existan periodos refractarios. Luego, en la repolarización, pasan al estadio cerrado activable.
4. Son voltaje dependientes → se abren por despolarización.

» Membrana en reposo → están cerrados.
» En Despolarización → a medida que la membrana se despolariza, se van abriendo gradualmente. Y luego, van pasando del estado abierto al inactivo.
» En la Repolarización → a medida que se repolariza la membrana, los canales van pasando de inactivados a cerrados gradualmente otra vez.

Question 19

Canales de Potasio

1. Son más _. Ya que _ mas tiempo en abrirse y cerrarse
2. Tiene solo 2 estadíos, cuales son?
3. De que dependen?
4. Pueden modificar los períodos refractarios?

Answer 19

1. Lentos - tardan
2. Tienen estado Abierto y Cerrado. No tienen el estadio inactivo.
3. Son voltaje dependientes → comienzan a abrirse lentamente (gradualmente) durante la despolarización..
4. Verdadero.

Question 20

Potenciales Electrotónicos

1. Qué son?
2. La respuesta que generan, de que tipo son?
3. Clasificación de pot electrotónicos (2) y que generan?

Answer 20

1. Son aquellos cambios en el potencial de membrana que NO provocan apertura de canales iónicos regulados.
2. Generan una respuesta PASIVA (la neurona responde variando el Vm pero sin abrir nuevos canales, está quieta).
3. Pueden ser:
   * Excitatorios → PEPS → genera despolarización
   * Inhibitorios → PIPS → genera hiperpolarización

Question 21

Potenciales Electrotónicos

Caractísticas (4)

Answer 21

• Van a ser graduados
• Pueden sumarse entre sí.
  ˗ La sumatoria de varios PEPS me llevará a una despolarización de la membrana.
  ˗ Y la sumatoria de varios PIPS, me llevará a una hiperpolarización de la membrana.
• La amplitud de estos, depende del estímulo. Si el estímulo es intenso, ese PEP será intenso, y va a durar más tiempo. Y si tengo un estímulo no tan intenso, el PEP no será tan intenso y durará menor tiempo.
• Son SUBUMBRALES → Se encuentran por debajo del umbral.

Question 22

1. Las sumas de lo PE, pueden ser? (2) y como se dan?

→ Si la suma del PEP llega al Umbral, es un punto de NO RETORNO, en donde los canales voltaje dependientes se van a activar (ya que el potencial umbral, es el voltaje al cual esos canales voltaje dependientes tanto de Na+ como de K+, se abren), y así, se produce el potencial de acción.

Answer 22

1. Son:
   ➢ Sumación Temporal: están llegando varios estímulos seguidos, en un mismo lugar de la neurona a un tiempo dado, muy cercanos en tiempo.
   ➢ Sumación Espacial: están llegando varios estímulos de varias neuronas diferentes, estimulando a una misma neurona postsináptica en distintos lugares de ésta. En este caso, tenemos un PE de mayor amplitud, porque se sumaron los PE de las distintas neuronas

→ Por lo tanto, un Potencial Electrotónicos no genera un PA por sí mismo, pero la sumatoria de éstos (temporal o espacial), SI puede generar potencial de Acción si el Vm llega al umbral.

Question 23

Potencial de acción

Características (8)

Answer 23

• Es un cambio en el Vm de membrana.
• Son respuestas de TODO o NADA → se desarrolla por completo o no lo hace, no hay intermedios.
• Son las formas de comunicación del sistema nervioso.
• Es una respuesta activa generada por las neuronas.
• Es un cambio breve que dura 1 mseg, que va de negativo a positivo en el potencial transmembrana.
• Es autosostenido o regenerativo.
• Son supraumbrales.
• Su amplitud, es independiente de la magnitud de la corriente utilizada para evocarlo, por eso decimos que son estereotipados.

Question 24

1. Para que se generen mayor número de potenciales que debe darse?
Por lo tanto:
2. La intensidad de un estímulo, estará codificada por? (1)
3. Los PA se suman? por que?
4. Solo dos características de la señal de
conducción van a transmitir la información, cuales son?

Answer 24

1. Si aumenta la amplitud o duración de la corriente
   del estímulo, se van a producir numerosos potenciales.
2. por la frecuencia de potenciales de acción (cuantos PA se producen en un tiempo dado) y no en su amplitud.
3. Los P.A no se suman (esto es gracias a los periodos refractarios, en donde los canales de sodio voltaje dependientes se inactivan)
4. el n° de PA y el intervalo de tiempo entre ellos.

***La bomba Na+/K+, está actuando en todo el potencial de acción, en donde lo que hace es impedir la disipación de iones, evitando que esa membrana tenga un equilibrio

Question 25

# `Potencial Umbral (umbral de potencial de acción)` **1. Qué es?** **2. Cómo es su. valor?** **3. Qué sucede si no llega a dicho potencial?** **4. De qué depende?**

Answer 25

1. Es el valor de potencial de membrana que al superarse, genera Potenciales de Acción. 2. Su valor está más arriba que el Vm en reposo (aprox. 20 mV más despolarizado que el reposo). 3. Si no llegamos al umbral no se desencadenará el potencial de acción, y por lo tanto tendremos un Potencial electrotonico. 4. Depende de la existencia de Canales de Na+ VD. En el potencial de umbral, es cuando se abre una masa crítica de canales de sodio voltaje- dependientes suficientes para generar un feed back positivo y desencadenar el Potencial de Acción. ˗ Se produce un círculo vicioso, en donde → Apertura de Canales de Na+ ––> Entra Na+ ––> Despolarización ––> Se abre la masa crítica de Canales de Na+ ––> Entra más Na+ ––> Se genera más despolarización.

Question 26

# `Potencial de acción` **1. Donde no hay canales de Na+ VD, que sucede ahí?** **2. Donde hay mas canales de Na VD?**

Answer 26

1. En sitios donde no hay canales, no habrá PA, como por ejemplo en las dendritas (tienen muy pocos canales). Allí, lo que habrá son potenciales electrotónicos. 2. El cono axónico, tiene más cantidad de canales de Na+ VD, por lo tanto, su potencial umbral para poder desencadenar un PA será más chico, entonces, al ser su umbral más chico, necesitará de unestímulo menor para desencadenar el PA.

Question 27

# Pot de Acción **Hay 3 tipos de estímulos**

Answer 27

* `Estimulo Subumbral` → estímulos que producen cambios de potencial que no llegan al umbral. * `Estimulo Umbral`→ estimulo mínimo posible que hace que el potencial de membrana alcance el umbral. * `Estimulo Supraumbral` → estímulos que producen cambios de potencial que superan el umbral.

Question 28

Diferencias entre los potenciales

Question 29

# `Periodos Refractarios Absolutos y Relativos` Estos periodos en un gráfico de PA, los vemos y marcamos en el eje del tiempo. **1. En qué consiste el P. Refractarios Absoluto?**

Answer 29

**P. Refractarios Absoluto** → va desde el comienzo del PA, hasta 1/3 de la repolarización. - Periodo en el cual en el que no es posible generar PA con ninguna amplitud de estimulación. - En este periodo, los canales Na+ VD, van a estar Inactivos, por lo tanto, por más que se ejerza un estímulo supraumbral, no se desencadena un PA, ya que son incapaces de responder al estímulo.

Question 30

# `Periodos Refractarios Absolutos y Relativos` **1. En qué consiste el P. Refractarios Relativo?**

Answer 30

`P. Refractario Relativo` → va desde ese 1/3 hasta el reposo. - Periodo en el cual hacen falta estímulos más intensos para generar un nuevo Potencial de acción. - En este periodo, los canales de sodio estarán cerrados. Es por eso, que si hay un estímulo supraumbral, podría generarse un potencial de acción.

Question 31

**Qué es el potencial de reversión?**

Answer 31

* **Es el valor de Vm en el cual la corriente que se genera por un canal, cambia de sentido** * Por ejemplo, nosotros sabemos que el Nerst del Na+ es +67, si por alguna razón el Vm está en +200, el Na+ ya no va a entrar, ahora, va a tender a salir para poder llegar a +67 mV → así, es como cambio el sentido de la Fuerza impulsora y de la corriente.

Question 32

# `Propiedades Pasivas de la membrana` **Las que se manifiestan a valores más negativos que el umbral se llaman → propiedades pasivas. Y estas son? (3)** ## Footnote `Las propiedades pasivas, determinan en parte como las neuronas pueden responder a estímulos.`

Answer 32

˗ Capacitancia de la membrana ˗ Resistencia Axonal ˗ Resistencia de Membrana

Question 33

# `Propiedades Pasivas de la membrana` Capacitancia de Membrana (Cm) **1. Qué es?** **2. De qué depende?**

Answer 33

1. ES: * Es la propiedad de la membrana de almacenar cargas eléctricas. * Es la relación entre la cantidad de carga inmovilizada y la diferencia de potencial a ambos lados de la membrana. * Esta dada por la bicapa lipídica. 2. Depende del espesor y del área. ```ESPESOR``` * Si ⬆el espesor de la membrana, las cargas estan alejadas, por ende la capacitancia está ⬇ * Si ⬇el espesor de la membrana, las cargas estan cerca, por ende la capacitancia está ⬆ ```ÁREA``` * Si ⬆ el área, mas cargas se almacenan por ende la capacitancia ⬆ * Si ⬇...⬇ | ⬇⬆

Question 34

# `Propiedades Pasivas de la membrana` Resistencia Axonal **1. Que es?** **2. De que depende?**

Answer 34

1. Es la dificultad de las cargas de viajar por el axón. 2. * Depende del diámetro del axón (principal determinante) → Al aumentar el diámetro de este, va a disminuir la resistencia axonal. No tiene en cuenta el espesor de membrana, solo lo del interior.

Question 35

# `Propiedades Pasivas de la membrana` Resistencia de Membrana (Rm) **1. De que depende?** **2. Una mayor R, implica mayor dificultad para el flujo iónico a través de la membrana, y mayor acumulación de cargas en la membrana.**

Answer 35

1. Depende de los Canales ˗ Al aumentar la cantidad de canales → Disminuye la Rm ˗ Al disminuir la cantidad de canales → Aumenta la Rm

Question 36

`Propiedad Pasiva de la membrana` **1. Qué es la conductancia** **2. Es la capacidad que tiene un __ de mover iones** **3. Si hay pocos canales, la célula tiene __ conductancia para ese ion** **4. Si hay muchos canales, la membrana de esa célula tiene __ conductancia para ese ion.**

Answer 36

1. Es otra propiedad pasiva, que es la inversa de la resistencia de membrana. 2. Canal 3. BAJA 4. ALTA

Question 37

**Como cuantifico los potenciales electrotónicos?**

Answer 37

Con las constantes de tiempo y longitud. Que ambas son propiedades pasivas de la membrana

Question 38

**1. Que me indica la constante de tiempo (TAU)?** **2. De que depende?**

Answer 38

1. Me dice que tan rápido se carga la membrana. 2. Depende de la resistencia de membrana y la capacitancia de membrana. TAU GRANDE (tarda más tiempo en cargarse la membrana y descargarse) TAU CHICO (viceversa)

Question 39

`Constante de Longitud` **1. Que es? Y que me dice o indica?** **2. De qué depende?**

Answer 39

1. Es la distancia que tarda en decaer el Vm hasta el 63%. Me dice que tan lejos llega el potencial electrotónico. 2. Depende de la resistencia de membrana y la axonal. LAMBA ALTA O GRANDE —> recorrió más distancia LAMBA CORTA —> recorrió poca distancia

Question 40

`Efectos de la Mielina sobre sobre las propiedades pasivas` **1. En los sitios donde no hay mielina que no hay?** **2. Hace 2 cosas** **3. efectos sobre las propiedades pasivas de membrana (3)**

Answer 40

1. NO HAY CANALES 2. Lleva a un aumento en la velocidad de la conducción. Logra que las cargas no se disipen manteniéndolas más tiempo en el axón 3. Genera: * Aumento de la resistencia de membrana * Disminución de la capacitancia de membrana * La resistencia axonal se mantiene igual

Question 41

1. ¿Que pasa con TAU al tener mielina? 2.¿Qué pasa con LAMBDA al tener mielina?

Answer 41

1. TAU DISMINUYE. Con mielina la membrana tarda menos tiempo en cargarse, es decir, los cambios de potencial ocurren más rápido, por lo tanto aumenta la velocidad de conducción. 2. LAMBDA AUMENTARÁ. Ya que al tener mielina, aumenta la resistencia de membrana y por ende aumenta LAMBDA.

Question 42

`Conducción Saltatoria en el Axón Mielínico` 1. Que es? 2. Que permite?

Answer 42

1. Es una combinación entre el Pot de Acción y el Pot electrotónico. 2. Sostener la propagación del Pot de Acción a distancias largas. A lo largo de un axón mielinizado, la conducción es mayormente pasiva, con eventos activos puntales, y es por eso que este mecanismo es una conducción saltatoria, en donde la regeneración de PA salta de nodo en nodo.

Question 43

`Mielina` 1. La mielina se localiza en (todo/fragmentos) del axon. 2. En los nodos de ranvier (hay/no hay) mielina. 3. Gracias a la mielina el Pot Electrotónico puede__

Answer 43

1. Fragmentos 2. En los nodos de Ranvier NO hay mielina, y gracias a esto, allí hay generación de Potencial de Acción → el PA saltará de nodo en nodo. 3. Recorrer más distancia

Question 44

Mielina Todo esto, hace que la mielina pueda aumentar la velocidad de conducción ya que actúa en conjunto con este sistema de conducción saltatoria, que lo que hace es “combinar” al Potencial de Acción con el Potencial Electrotonico. Conclusión → En los sitios donde hay mielina, se darán los Potenciales electrotónicos, y en los nodos de Ranvier donde NO hay mielina, se darán los potenciales de acción, ya que posee canales de Na+ VD. Todo esto, va a permitir que el potencial electrotonico pueda recorrer un poquito más de distancia y llegue más lejos.

Question 45

Capacitancia, que es? Conductancia, que es? Permeabilidad, que es?

Answer 45

1. propiedad de la membrana 2. Propiedad del canal 3. propiedad intrínseca de la membrana