Tema 2 FAI: excitabilidad y células excitables (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Fisiologia Animal I
Año del apunte 2015
Páginas 3
Fecha de subida 08/02/2015
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Apunts del curs 2013/14, de la professora Amalia.

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Fisiologia Animal I: Sistemas 2n Biologia UAB TEMA 2.- EXCITABILIDAD Y CÉLULAS EXCITABLES La carga negativa que rodea la membrana celular condiciones la entrada de iones positivos que quedan atrapados. Los iones K son los más permeables para la membrana celular. En reposo, los canales de K y las bombas de Na/K regulan la diferencia de potencial: los iones K tienden a salir a favor de gradiente de concentración y los iones Na a entrar.
Los iones K van saliendo, y no paran de salir en el momento en que se equiparan las concentraciones, sino que paran en el momento en que las cargas de éstos hacen que la diferencia de potencial entre interior y exterior de la membrana esté en equilibrio. La ecuación de Nernst es la que se sigue para saber cuál es el potencial de equilibrio para un ion. En el caso del potasio, su potencial de equilibrio es de -90mV.
El Na no es permeable a la membrana, pero cuando se permeabiliza entra a la célula a favor de gradiente hasta que con sus cargas se crea una fuerza electrostática que haga que ya no se muevan más iones. Su potencial de equilibrio es +60mV. Todas las células llevan a cabo este mecanismo. La mayoría de células tienen un potencial en reposo de -70mV, aunque en algunas podemos encontrarlo de -40mV o de +90mV.
A partir de los descubrimientos de Nernst, Goldman calculó el potencial de equilibrio (potencial en un momento dado y teniendo en cuenta todos los iones en movimiento y la permeabilidad de la membrana para cada uno de ellos).
Las células alterables son aquellas que responden a un estímulo con un cambio en la permeabilidad de su membrana para el Na. Sólo son excitables las células nerviosas y musculares, porque son las únicas que hacen esto. En las células excitables normalmente hay canales iónicos para el Na, K, Ca, Cl. Estos pueden ser de compuerta mecánica, de compuerta voltaje-dependiente, o de compuerta ligando-dependiente. La gran mayoría de los canales son selectivos, aunque existen algunas excepciones.
Potencial de acción: El potencial de acción es lo que encontramos en las células excitables que responden a estímulos modificando la permeabilidad de membrana para el Na. El umbral del potencial de acción es de aproximadamente -50mV. Se entra en un feedback positivo que da una mayor abertura de canales para el Na. A partir de los -50mV se despolariza la membrana y entra muchísimo sodio.
La despolarización se detiene aproximadamente a +30mV porque, aunque aún no se haya alcanzado el potencial de equilibrio del Na, ya empiezan a cerrarse las compuertas Na voltaje-dependientes. Como la membrana es muy permeable al K, esta si alcanza el potencial de equilibrio del K (-90mV). Este hecho se llama hiperpolarizacion. Después se cierran todas las compuertas y se vuelve al potencial de reposo. Durante los dos milisegundos siguientes la célula excitable no Fisiologia Animal I: Sistemas 2n Biologia UAB responde a ningún otro estímulo: es lo que se llama periodo de refractario absoluto de la celula. Despues de éste, una vez que la célula ya se ha recuperado, viene el periodo refractario relativo en que con una intensidad suficiente sí que se puede volver al potencial de acción. Llamamos propiedad o ley del todo o nada a que si no se llega al umbral no se da el potencial de accion.
Conductancia del canal: es su permeabilidad a un determinado ión.
Los canales pueden tener diferente umbral de acción y diferentes velocidades para un mismo ion, por ejemplo en los canales para el Na suelen ser más lentos que los que son para el K. Hay diferentes subtipos de canales (en las neuronas hay hasta 5 subtipos de canales para el K) y cada uno tiene diferentes posibilidades y diferentes isoformas.
Meseta del potencial de acción El potencial de accion de las celulas musculares cardíacas tiene un desarrollo diferente al de las celulas musculares esqueléticas. En el pico máximo hay una salida de iones. En la celula muscular cardíaca se abren canales con compuerta voltaje-dependientes de calcio que acompañan al sodio. Ahí se crea la meseta antes de la repolarización. Los canales de calcio y de sodio de la celula muscular cardiaca tienen abertura y cierre lentos, asi que el potencial de accion está sostenido en el tiempo gracias a la meseta. Por esto el llenado y bombeo del corazon son tan eficaces. La tensión de contraccion del musculo esqueletico cardiaco dura más que la del musculo esquelético. La meseta acaba con los canales de K abriendose y los de Ca y Na cerrándose.
Otra ventaja de la meseta es evitar la tetania muscular (estímulos repetidos que contraen el musculo durante un largo periodo de tiempo y que puede acabar en fatiga muscular). La musculatura puede estar en desfase a nivel de meseta cuando hay un retraso en el inicio y en ese caso no puede recibir el estímulo porque ya está en periodo refractario absoluto.
Los tejidos excitables son los que tienen la capacidad para responder a un estímulo con la produccion de señales electricas que pueden dar lugar a un potencial de accion. Los potenciales de accion se propagan por las celulas excitables al tener estas en sus membranas canales dependientes de voltaje.
Neuronas y fibras musculares: un potencial de accion en una neurona libera neurotransmisores que permiten la comunicacion con tras neuronas, con fibras musculares y con glándulas. Un potencial de accion en una fibra muscular produce concentracion, que da lugar a actividad motora, visceral o cardíaca dependiendo del músculo en que se encuentre.
Fisiologia Animal I: Sistemas 2n Biologia UAB La ritmicidad se da en el corazon, el persitaltismo intestinal, o el control ritmico de la respiracion mediado por fibras neuronales.
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