Tema 2: Excitabilitat i conductivitat neuronal (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Psicología - 1º curso
Asignatura Fonaments de Psicobiologia I
Año del apunte 2015
Páginas 7
Fecha de subida 21/03/2016
Descargas 7
Subido por

Descripción

Apunts de classe + completat amb manuals i fotos

Vista previa del texto

Tema 2 Excitabilitat i conductivitat neuronal 1. Equilibri electroquímic - El líquid intracel·lular i extracel·lular contenen ions → partícules amb càrregues elèctriques que determinen els impulsos de les neurones.
- Ions:    Forces químiques (massa) → moviment a favor de gradient químic: igualar concentracions.
Forces elèctriques (càrregues) → moviment a favor de gradient elèctric: tendència a la neutralitat elèctrica +/-) Gradient electroquímic → hem de tenir en compte les dues forces: poden anar en el mateix sentit o en sentits oposats (depèn de la força guanya una o altra) - Quan la membrana és permeable, es manté una neutralitat entre ambdues forces. Però la membrana cel·lular és semipermeable i no tots els ions tenen la mateixa facilitat per travessarla → això provoca un potencial de membrana (carga elèctrica a través de la membrana cel·lular; la diferencia de potencial elèctric entre l’interior i l’exterior de la cèl·lula).
- No hi ha equilibri químic ni elèctric (però si moviment), però s’intenta igualar les forces → equilibri electroquímic (per un ió, no equilibri concentracions) - Per aconseguir aquest equilibri electroquímic, si hi ha molta força química (diferencia de concentracions), ha d’haver molta força elèctrica (diferència de càrregues) i viceversa. Per tant, com més força elèctrica o química es necessiti per arribar a l’equilibri electroquímic, més potencial de membrana.
Tema 2 - Ex → potencial d’equilibri d’un ió.
- Ex= n, quan Ex= n hi ha un equilibri electroquímic tot i no haver les mateixes concentracions. És a dir, la força química està compensada.
- Només amb ions difusibles. Encara que hi hagi més d’un ió només depèn del difusible.
- Si hi ha més d’un ió difusible, s’ha de trobar un punt entremig entre les dos E.
- El potencial de membrana (valor entremig entre els ions difusibles) dependrà de:   Concentracions Permeabilitat relativa (permeabilitat respecte a...) - Membrana totalment permeable → potencial de membrana = 0.
- Membrana semipermeable → ions distribuïts asimètricament = potencial de membrana.
2. Transport de membrana - Transport passiu: a favor de gradient → no despesa d’energia - Transport actiu: en contra de gradient → despesa d’energia 3. Potencial de repòs - Potencial de repòs: valor del potencial de membrana quan la cèl·lula no rep cap estímul.
- Potencial de repòs d’una membrana ≈ -65mV.
- Canals → selectius i a favor de gradient.
  Canals passius: sempre oberts.
Canals actius: en repòs, normalment, estan tancats. No deixen passar ions sense un determinat estímul.
Tema 2 - No hi ha canals pels anions proteics (-)→ no permeables.
- Molts canals passius de potassi (K+) - Pocs canals passius de clor (Cl-) i sodi (Na+) - Bomba de K+ i Na+: ATPasa    Contra gradient → consumeix energia (ATP) 3Na+ fora i 2K+ dins → la concentració de sodi és més petita dins i de potassi més gran.
Augmenta, a l’interior, la concentració de potassi i disminueix la de sodi.
- Hi ha menys concentració de sodi a l’interior i l’interior és més negatiu, per tant, tant el gradient químic com elèctric van cap a l’interior → però té poca permeabilitat i no modifica gaire el potencial.
El sodi vol entrar i el potassi sortir però la bomba compensa les concentracions.
- Dins hi ha poca concentració de clor: - Gradient químic → entrar Gairebé equilibri - Gradient elèctric → sortir electroquímic - Poca permeabilitat → no varia gaire el potencial de repòs.
- Com més permeabilitat, més determinant en el potencial de repòs.
EQUACIÓ DE GOLDMAN - V = potencial de membrana - És la suma dels potencials de membrana per cada ió multiplicat per la seva permeabilitat.
- L’exterior i interior són neutres però l’exterior té un petit excés positiu que “s’enganxa” amb el petit excés negatiu de l’interior.
Tema 2 4. Canvis en el potencial de membrana - Despolarització: disminueix la polaritat - Hiperpolarització: augmenta la polaritat Potencial local - Com més intens sigui l’estímul, més es despolaritzarà i més lluny arribarà.
- L’amplitud ( ) és proporcional a la intensitat de l’estímul.
- Conducció amb pèrdua d’intensitat → conducció electrotònica o passiva Potencial d’acció - Si és més intens no es despolaritzarà més, és produeixen més senyals.
- Estímul llindar → per sota: potencial local → Per sobre: potencial d’acció - Sense pèrdua d’intensitat → conducció activa - Capacitat de produir potencial d’acció → excitabilitat - Capacitat de produir potencial d’acció sense pèrdua → conductivitat - Canvi intens i breu del potencial de membrana (1mseg) - Sempre supera els 0 mV → interior positiu.
- L’amplitud no és proporcional a la intensitat de l’estímul → llei del tot o res. Un cop superat el llindar de descàrrega sempre té la mateixa intensitat.
- Llindar de descàrrega → despolarització a partir de la qual es dispara el potencial d’acció.
Depèn dels canals actius de sodi. No és igual en tota la membrana.
- Com més intens sigui l’estímul (que supera el llindar), es produeixen més potencials d’acció en el mateix temps (freqüència).
+ intensitat = + freqüència de potencials d’acció ≠ + amplitud Tema 2 5. Fonaments iònics - Els canvis de potencial en la membrana són deguts a les concentracions i la permeabilitat, com la primera és, normalment, estable, depèn sobretot de la segona.
Canals actius controlats per voltatge - Quan s’arriba al llindar de descàrrega, és a dir, una despolarització prou intensa, s’obren els canals, que normalment estan tancats.
1- Quan s’arriba al llindar de descàrrega, s’obren els canals controlats per voltatge del sodi → la permeabilitat del sodi augmenta molt. S’obren ràpidament i es tanquen automàticament sense dependre del voltatge.
2- Quan s’arriba al llindar de descàrrega, s’obren, més lentament, els canals controlats per voltatge del potassi → augmenta la seva permeabilitat. Es tanquen pel voltatge → quan arriben al potencial de repòs.
* Tots dos canals s’obren alhora però el canal controlat de voltatge del potassi i menys sensible i triga més en obrir-se del tot.
3- Quan tots dos canals s’han tancat, és produeix una hiperpolarització → la bomba de sodi/potassi compensa i manté l’estabilitat.
- Els ions, si poden travessar la membrana, la travessen intentant arribar al seu potencial d’equilibri → els ions travessen la membrana, no només perquè el canal estigui obert (és només un requisit) sinó perquè hi ha una força que els fa passar.
- No s’arriba a l’equilibri electroquímic del sodi perquè es tanquen els seus canals actius controlats per voltatge i s’obren els de sodi.
- Tots el processos són a favor de gradient → no suposen una despesa d’energia.
- Conductància → facilitat amb la que la membrana deixa penetrar els ions (≈ permeabilitat) - Estímul → canvi permeabilitat del sodi → moviment (entra) ions de sodi → canvi potencial de membrana (s’apropa al potencial d’equilibri del sodi): positiu → canvi de permeabilitat, sodi: disminueix, potassi: augmenta → moviment (surt) ions de potassi → canvi potencial de membrana (arriba al potencial d’equilibri del potassi): negatiu → permeabilitat en estat de potencial de repòs → bomba sodi/potassi → potencial de repòs.
- Estímul llindar → canvi permeabilitat → moviment de ions → canvi potencial de membrana.
- Quan canvi la permeabilitat, no varien les concentracions sinó que la força química augmenta.
Només hi ha un petit canvi al voltat de la membrana, però la bomba sodi/potassi manté les concentracions constants.
- Si varia la concentració del sodi o potassi a l’exterior, el potencial d’acció varia perquè el potencial d’equilibri d’aquest ió variarà.
Tema 2 6. Període refractari - Causa → canvi permeabilitat.
- Efecte → canvi potencial.
- Durant el període refractari no és possible un nou potencial d’acció.
- Període refractari absolut → per més que augmenti la intensitat de l’estímul, no es produeix un nou potencial d’acció (canals controlats per voltatge de sodi ja obert) - Període refractari relatiu → si la intensitat de l’estímul és prou forta, pot obrir de nou els canals controlats per voltatge de sodi que s’estaven tancant i produir un nou potencial d’acció.
Tema 2 7. Conducció del potencial d’acció - Segment inicial axònic → primer potencial d’acció de l’axó.
- Sentit ortodròmic → sentit: del segment inicial axònic fins a les dendrites (sense perdre intensitat) - Sentit antiortodròmic → sentit contrari.
Fibres amielíniques - Quan comença el potencial d’acció en un punt, els ions de sodi es senten atrets per la càrrega negativa dels costats → produeix una despolarització suficient per arribar al llindar i que es torni a produir el potencial d’acció sense perdre intensitat → el punt anterior està en període refractari i no es torna a produir el potencial d’acció → va en sentit ortodròmic.
- El potencial d’acció es produeix en cada punt de la membrana → conducció continua.
Fibres mielíniques - Els ions de sodi entren pels nodes → la mielina fa que els ions de sodi no surtin pels canals passius de sodi quan està en potencial de repòs → els ions de sodi arriben amb prou força per poder iniciar de nou el potencial d’acció → conducció saltatòria.
- Avantatges: - Més velocitat de conducció → al no haver de produir potencials d’acció en cada punt, és més ràpid.
- Menys cost d’energia → modifica menys la concentració (bomba sodi/potassi) - La velocitat depèn de: - Gruix mielínic → més mielina = menys possibilitats de que els ions de sodi surtin (+ velocitat) - Gruix axó → menys gruix = més pressió = surten més ions (- velocitat) - La mielina es produeix per no fer més gruixos els axons, per tant, els axons prims tenen més mielina.
...