3. Células nerviosas y
musculares
POTENCIALES
ELECTROQUÍMICOS
También macrófagos,
POTENCIAL céls. Glandulares y
DE céls,. ciliadas
MEMBRANA
POTENCIALES
La mayoría de las
ELECTRICOS células

4. Diferencia de
POTENCIAL DE a los dos lados
concentración
DIFUSIÓN de la membrana
iónica
Debido al gran gradiente de Se produce
Concentración alta de K
concentración de K del interior electropositividad fuera
dentro de la membrana
al exterior de la membrana
K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+
K+ K+ K+
- - - - K+
+++ + K+ K+
- iones -
+ k + K+ K+ K+
- negativos - K+
+ ++ + K+ K+
K+ K+ K+ - - - - K+
K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+
Membrana permeable Los aniones negativos que no
Los iones de K con
solo a iones de K difunden hacia afuera
carga positiva difunden
producen electronegatividad
al exterior
dentro de la membrana

5. El potencial de E bloquea la difusión de
difusión es lo potasio al exterior pese al
En 1ms
suficientemente elevado gradiente de
grande concentración
Con
La diferencia de electronegatividad
En una fibra nerviosa
potencial necesaria
normal del mamífero En el interior de la
es de 94 mV (-94)
membrana

6. Se produce
Debido al gran gradiente de
Concentración alta de Na electropositividad dentro
concentración de Na del
fuera de la membrana de la membrana
exterior al interior.
- iones negativos -
+ + Na + + - + + + + -
+ + + + +
- + Na + -
+ + + Na +
+ + + + + - + + -
+ + + +
+ + - - -
+ + + + + + - - - - - - -
Membrana permeable Los aniones negativos que no
Los iones de Na con
solo a iones de Na difunden hacia adentro
carga positiva difunden
producen electronegatividad
al interior
fuera de la membrana

7. El potencial de bloquea la difusión de
difusión es lo sodio al interior pese al
En 1ms
suficientemente elevado gradiente de
elevado concentración
Con
La diferencia de electropositividad
En una fibra nerviosa
potencial necesaria
normal del mamífero En el interior de la
es de 61 mV
membrana

8. RELACIÓN DEL POTENCIAL DE DIFUSIÓN CON LA DIFERENCIA DE
CONCENTRACIÓN. POTENCIAL DE NERNST
• Potencial de Nernst = El nivel de potencial de potencial
de difusión (diferencia de concentración iónica a los
dos lados de la membrana) que se opone a la difusión
neta de un ion en particular es decir cuando la
membrana es permeable solo a un solo ion.
• Determinada por el cociente (diferencia) de
las concentraciones de ese ion específico a los dos
lados de la membrana
• Se aplica a cualquier ion univalente a la temperatura
corporal normal (37°C)

9. Fórmula
• FEM (mV) = ± 61 x log concentración interior
concentración exterior
FEM: fuerza automotriz
Al usar la formula se asume que el potencial
externo es cero y el P. de Nernst es el interno.
El signo del potencial es positivo (+) si el ion que
pasa del interior al exterior es un ion negativo y
es negativo (-) si es positivo

10. mayor concentración B
De un ion positivo
+ + + + + + + El gradiente de concentración provoca un
+ + + + + + + movimiento del ión positivo desde el
A compartimento más concentrado hacia el
electropositividad menos
+ + ++ + +
+ + B
+ + llevándose consigo su carga eléctrica creando
+ A + una diferencia de potencial.
+
+ + + + + +
electropositividad
Se alcanza el equilibrio electroquímico
cuando la carga + del compartimento B
aumenta de tal modo que repele más iones
positivos.
Se bloque la difusión adicional.

11. CÁLCULO DEL POTENCIAL DE DIFUSIÓN CUANDO LA MEMBRANA
ES PERMEABLE A VARIOS IONES
Ecuación de Goldman/ Goldman-Hodgkin-Katz
•
Da el Potencial de membrana del interior
cuando participan dos iones positivos (Na y K)
y uno negativo (Cl-), depende de 3 factores:
Concentraciones © de los
La polaridad de la carga Permeabilidad de la membrana respectivos iones en el interior
eléctrica de cada uno de los (P) a cada uno de los iones (i) y exterior (e) de la
iones
membrana.

12. IMPORTANCIA DE LA ECUACIÓN
o Los iones sodio, potasio y cloruro son los iones más importantes que participan en
la generación del potencial de membrana en las fibras nerviosas y musculares. El
gradiente de concentración de cada uno de los iones a través de la membrana
ayuda a determinar el voltaje del potencial de membrana.
o La permeabilidad de la membrana a cada uno de los iones, si la membrana solo es
permeable por ejemplo al sodio el potencial de membrana será igual al Potencial
de Nerst para el sodio.
o Un gradiente de concentración positivo en el interior de la membrana causa
electronegatividad en el interior de la misma; esto explica que si hay por ejemplo
una mayor concentración de iones sodio en el interior de la membrana, habrá por
lo tanto mayor difusión del mismo, desde el interior hasta el exterior de la
membrana, generando un déficit de cargas positivas en el interior de la
membrana, lo cual dotará a dicho medio, de carga negativa.
o Los cambios rápidos de concentración de los iones sodio y potasio son los
principales responsables de la transmisión nerviosa.

13. MEDICIÓN DEL POTENCIAL DE
MEMBRANA
• Se coloca una pipeta en la membrana hasta el
interior
• Se coloca un- electrodo indiferente- en el líquido
extracelular
• Se mide la diferencia de potencial entre el
interior y el exterior utilizando un voltímetro
adecuado.
• Para registrar los cambios rápidos del potencial
de membrana se conecta el microelectrodo a un
osciloscopio

15. • Siempre que el electrodo este fuera de la membrana el
potencial del líquido extracelular es cero.
• Pero al penetrar la capa de dipolo eléctrico el potencial
disminuye bruscamente hasta -90mV que permanece
constante al moverse a través de interior de la fibra.
• Generamos un potencial de membrana negativo en el
interior al transferir al exterior entre 1/3.000.000 a
1/1.000.000.000 del número total de cargas positivas
en el interior así se mantiene el potencial de
reposo normal de -90mV
• Solo se transfiere entre 1/3.000.000 a 1/1.000.000.000
del numero total de cargas positivas en el interior. un
pequeño número de iones positivos que se mueven de
exterior al interior pueden invertir el potencial de -
90mV a 35mV

16. POTENCIAL DE MEMBRANA EN
REPOSO
• -potencial de membrana en reposo en el interior de la
fibra es 90mV más negativo que el potencial del líquido
extracelular
• La bomba Na-K es electrógena; se bombean 3 iones de
Na+ al exterior por cada 2 iones de K+ al interior
Se generan grandes gradientes de concentración de la
memb. En reposo:
• Na+ (ext): 142 mEq/l Na 14/142= 0.1
• Na-(int): 14 mEq/l K 140/4= 35
• K+(ext): 4 mEq/l
• K-( int): 140 mEq/l

17. • Fuga de K y Na a través de la membrana: en los
canales de fuga de K+ se pueden escapar también
iones de Na+ con una relación de 100:1
respectivamente
• Debido a que la concentración de iones de K+
entre el inerior y el exterior es de 35:1 el
potencial de Nernts nos da -94mV
FEM (mV) = ± 61 x log concentración interior =140
concentración exterior= 5
= -61 x log 35 = -94mV Ec. de Nernst
La ligera permeabilidad a iones de Na da un
potencial de Nerst de -61mV Ec. de Nernts.

19. • La interacción entre ambos potenciales se
obtiene utilizando la ecuación de Golman
• Tomando en cuenta que la permeabilidad del K es
100 veces mayor que la del Na el resultado en el
interior de la membrana es de -86 mV
• Ademas se generan -4mV adicionales debido a la
pérdida continua de cargas positivas desde el
interior de la membrana 3:2 con respecto al
exterior.
• Entonces el potencial neto de la membrana
queda en -90 mV.

20. Potencial de acción: cambios rápidos de
potencial de membrana q se extiende
rápidamente a lo largo de la membrana de la
fibra nerviosa
Inicia con un cambio súbito desde el potencial
de membrana negativo en reposo normal
hasta un potencial positivo
Termina con un cambio casi igual de rápido al
potencial negativo

21. POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO
• Para concluir una
señal nerviosa el
potencial de
acción se
desplaza a lo
largo de la fibra
nerviosa hasta
alcanzar el
extremo de la
misma

22. POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO
Fases sucesivas del potencial de acción
– Fase de reposo
– Membrana “polarizada” a – 90 milivoltios
– Fase de despolarización
– La membrana súbitamente se vuelve permeable a grandes
cantidades de Na+
– El potencial se eleva en dirección positiva
– Fase de re polarización
– Unas diezmilésimas de segundo después los canales de sodio se
cierran, y los canales de potasio se abren mas de lo habitual.
– Una rápida difusión de iones potasio hacia el exterior restablece el
potencial negativo normal de la membrana

23. POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO

24. POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO
Funciones de los iones durante EL
POTENCIAL DE ACCION
• Canales de sodio
• Canales de potasio
• Iones de carga negativo (aniones)
• Iones de calcio

25. POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO
CANALES DE SODIO ACTIVADOS
– Posee 2 puertas
• Una próxima al exterior del canal: puerta de activación
• Otra próxima al interior: puerta de inactivación
– En reposo la puerta de activación permanece cerrada impidiendo la
entrada de iones de sodio hacia el interior de la fibra
– Activación: Al elevarse el potencial de membrana entre -70 y - 50 mV, se
abre la puerta de activación lo que permite la entrada de Na+ (aumentando
la permeabilidad entre 1500 a 5000 veces).
– Inactivación: El aumento del voltaje también cierra la puerta de
inactivación algunas diezmilésimas de segundo después y los iones de
sodio ya no pueden pasar al interior de la membrana
– Comienza la repolarizacion
*La compuerta de inactivacion del canal de sodio se abre de nuevo asta que
el potencial de membrana esta en reposo

26. POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO
CANALES DE SODIO ACTIVADOS
iones durante EL POTENCIAL DE ACCION

27. POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO
Canal de potasio activado por el
voltaje y su activación
• Durante el estado de reposo: la compuesta del canal
permanece cerrada, lo que impide q los iones de
potasio pases al exterior
• Cuando el potencial de membrana aumenta: se
produce un apertura que permite la difusión de potasio
hacia afuera al mismo tiempo que se están
comenzando a cerrarse los canales de sodio
Disminución de entrada de sodio Aceleran el proceso de re
Salida de potasio polarización

28. POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO
Canal de potasio

30. POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO
Aniones no difusibles en el interior del
axón nervioso
• No pueden atravesar los canales de la
membrana
• Un déficit de iones positivos
• Exceso de iones negativos no difusibles

31. POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO
Iones de calcio
• Bomba de Ca+ similar al Na+
• El calcio coopera con el sodio o actúa en su
lugar para producir mayor potencial de acción
• Canales rápidos (Na+), canales lentos Ca+,
numerosos en los músculos cardiaco y liso

32. INICIO DEL POTENCIAL DE ACCIÓN
COMO SE INICIA EL POTENCIAL DE
ACCION???
• Mediante un circulo vicioso de retroalimentacion positiva
que abre los canales de sodio:
Esto es si un episodio produce una elevacion suficiente del
potencial de membrana hacia 0 el propio aumento hace que
empiecen a abrirse canales de sodio activados por el voltaje
SUPERANDO EL NUMERO DE IONES DE K
PORLO TANTO AUMENTO DE POTENCIAL DE MEMBRANA
DESDES +90 HASTA APROXIMADAMENTE -65 “UMBRAL” para
le estimulacion
•En un plazo de fraccion de milisegundo el aumento del
potencial de membrana produce cierre de los Cnales de sodio
y apertura de canales de potasio
FINALIZA EL POTENCIAL DE ACCION

33. PROPAGACION DEL POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO
• Un potencial de accion que se desencadena en
cualquier punto de una membrana excitable
habitualmente excita porciones adyacentes de la
membrana, dando lugar a la propagacion del
potencial de accion a lo largo de la membrana
• El impulso nervioso debe tener direccion
• Principio del todo o nada: en todo momento el
cociente del potencial de accion respecto l
umbral de exitacion debe ser mayor de 1 “ factor
de seguridad para la propagacion”

34. A)La fibra nerviosa se
encuentra en reposo
B) La fibra nerviosa a sido
exitada en un ounto
C) Se abren los canales de
sodio
D)Se produce una
propagacion explosiva del
potencial de accion
“IMPULSO NERVIOSO O
MUSCULAR”

35. POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO
Restablecimineto de los gradientes ionicos de
sodio y potasio tras completarse los potenciales
de accion: la importancia del metabolismo de la
energia

36. POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO
Meseta
Sucede cuando el mpotencial
de accion se mantiene durante
muchos milisegundos, y
despues comienza la
repolarizacion.
Ejemplo: fibras musculares
cardiacas, dura 0,2 a 0,3
segundos
CAUSAS:
• 1) participan 2 tipos de
canales, canales rapidos de
sodio y lentos de calcio
• Los canales de potasio
activados por el voltaje tiene
apertura mas lenta

37. • Aparecen en el corazón, musculo liso y
neuronas del SNC, producen:
1) el ritmo del corazón
2)el peristaltismo rítmico de los intestinos
3)control rítmico de la respiración

38. Proceso de re excitación para le ritmisidad
espontanea
• Se necesita que la membrana sea lo bastante permeable a los
iones de sodio ó sodio-calcio (reducción del potencial de
acción de la membrana en reposo de - 60 a -70 mV)
– Algunos iones de sodio y calcio fluyen hacia el interior provocando
aumento del voltaje de la membrana en dirección positiva, que
aumenta mas la permeabilidad de la membrana
– Se produce flujo de entrada de aún mas iones
– Aumenta mas la permeabilidad, de manera progresiva, hasta que se
genera un potencial de acción
– la hiperpolarización debida a la conductancia del potasio, que retraza
casi un segundo el nuevo potencial de acción

40. • Fibras nerviosas mielinizadas y no mielinizadas

41. • Conducción
saltatoria en las
fibras mielinizadas
de un nódulo a
otro
• Velocidad de
conducción de las
fibras nerviosas

42. Excitación: proceso de generación del
potencial de acción
Cualquier factor que haga fluir los iones sodio
comiencen a difundir al interior de la membrana en
numero suficiente desencadena la apertura de los
canales de sodio
–Trastorno mecánico de la membrana
–Efectos químicos sobre la membrana o paso de electricidad a
través de la misma
•Excitación de una fibra nerviosa por un electrodo metálico
cargado negativamente
•Umbral de excitación y potenciales locales agudos

44. Periodo refractario tras un potencial
de acción, durante el cual no se puede
generar un nuevo estimulo
• Periodo durante el cual no se puede generar
un segundo potencial de acción, incluso con
un estimulo intenso
• Inhibición de la excitabilidad “estabilizadores”
y anestésicos locales

45. Registro de potenciales de membrana
y potenciales de acción.
• Osciloscopio de rayos catódicos