POTENCIAL DE ACCION

FISIOLOGÍA
CARRERAS DE BIOQUÍMICA Y DE OPTICA
Seminario: POTENCIAL DE ACCION
TEMARIO:
Potencial de acción en una neurona. Ejemplos de pot de acción en otras células. Conducción de la despolarización y períodos refractarios. Bases iónicas del
potencial de acción neuronal, corrientes de Na+ y K+.
Bibliografía: cap 4 de Johnson (Resting and action potentials in excitable cells),
cap 3 de Berne-Levy (Generation and conduction of action potentials), cap 3 de
C-H (Transporte iónico y excitabilidad).
TRABAJO PRACTICO:
1) El siguiente es un dibujo de un potencial de acción registrado en un cierto
tipo celular. En él se grafica el potencial de membrana (Vmb) y las conductancias (g1 y g2) de los dos iones responsables del potencial de acción. La
célula partió de un potencial de reposo de –75 mV y el tiempo total del registro es de 10 ms.
a) ¿El registro pertenece a una célula de músculo cardíaco o a una neurona?
Dibuje un gráfico de cómo sería el potencial de acción de la célula a la cual
no pertenece este registro indicando la escala temporal y el valor del potencial de reposo.
b) Explique a qué iones pertenecen las curvas de g1 y g2. ¿Cuál es el estímulo
que produce la apertura de cada uno de los dos tipos de canales?
c) ¿Qué ocurriría con las curvas de g1 y g2 y con el potencial de acción en los
siguientes casos?
- agregado de tetrodotoxina, bloqueante de canales voltaje operados de Na +
- agregado de nifedipina, bloqueante de canales de Ca2+.
- agregado de tetraetilamonio, bloqueante de canales de K +.
3) Las dendritas de una cierta neurona tienen varias sinapsis químicas excitatorias y varias sinapsis inhibitorias. Suponga que en el cuello axónico de esta
neurona las corrientes generadas por el disparo de una de las neuronas excitarorias produce una despolarización de 2 mV, mientras que cada neurona inhibitoria produce una hiperpolarización de 2 mV. Si consideramos que se necesita
una despolarización de al menos 9 mV para llevar el potencial de membrana
del cuello axónico hasta el umbral y generar un potencial de acción, indique
qué sucederá en cada uno de los siguientes casos:
a) disparo de 3 neuronas excitatorias.
b) disparo de 5 neuronas excitatorias.
c) disparo de 5 neuronas excitatorias y 1 neurona inhibitoria.
4) Considerando la neurona del problema anterior discuta cualitativamente las
siguientes situaciones:
a) El potencial del cuello axónico se mantiene durante unos segundos a 5 mV
por encima del valor umbral. ¿Se generará uno solo o más de un potencial
de acción?
b) El potencial del cuello axónico se mantiene durante unos segundos a 10 mV
por encima del valor umbral. ¿Habrá alguna diferencia con la situación a)?
c) ¿Cómo se pueden haber originado las situaciones a) y b) en la neurona?
5) Haciendo uso del programa de cómputos NEUROLAB realice los siguientes
ejercicios:
Una vez iniciado el programa en la pantalla se pueden observar los siguientes
parámetros:
mV
Potencial de membrana
Tiempo
pS
Conductancia al Na+
conductancia sl K+
Tiempo
pA
Corriente
Tiempo
Estímulo
Tiempo
Cada vez que quiera registrar en una nueva pantalla active la tecla "Sweep".
a. Generar un potencial de acción mediante la aplicación de un estímulo
adecuado y comparar con potenciales de acción generados con diferentes
estímulos, se puede cambiar :
 la duración del estímulo mediante la teclas "on" y "off " de la pantalla (observar
la línea violeta correspondiente al estímulo).
 la amplitud del estímulo mediante la opción “size”.
 la polaridad del estímulo (puede ser positivo o negativo). Observe las
diferencias entre estímulos de igual duración y amplitud pero que cambien la
polaridad.
Durante este ejercicio buscar la amplitud mínina del estímulo que genera un
potencial de acción (estímulo umbral) y el período de refractariedad absoluto y
relativo del potencial de acción mediante la aplicación de dos estímulos de la
misma amplitud y duración que se aplicarán con diferente frecuencia.
b. Observar como varian las conductancias al ión Na+ y K+ en el ejercicio anterior
y discutir el por qué de dicha variación en el tiempo
c. Marcar en la pantalla la opción TTX (tetrodotoxina) y generar un potencial de
acción: observar las características del mismo y discutir los motivos de las
variaciones.
d. Marcar en la pantalla la opción TEA (tetra etil amonio) y generar un potencial
de acción: observar las características del mismo y discutir los motivos de las
variaciones.
e. Observe cuáles son las corrientes que generan un potencial de acción
marcando la opción "clamp voltage" (“fijar el voltaje”) y estimulando de la
misma manera que en (a). Repita las opciones (a)-(d) y observe la corriente.
Discuta y explique los resultados.