Dra. Julieth Mendoza.Psiquiatra

UNIVALLE

CANALES IONICOS

Permiten cambios rápidos en el potencial de membrana.

Son proteínas integrales de menbrana, que tienen carbohidratos unidos a sus superficies y un poro acuoso que atraviesa toda la membrana.

Propiedades Conducen iones (elevada conductancia) Reconocen y seleccionan iones específicos Se abren y cierran en respuesta a señales

específicas (eléctricas, químicas o mecánicas) Regulados por voltaje, trasmisores químicos

y presión o estiramiento. Selectividad depende del tamaño del ión y de

transportadores específicos.

Porqué hay canales? Membrana celular es una bicapa de lípidos

(hidrofóbicos) y proteínas. La capa de lípidos es impermeable a iones. Los iones son hidrofílicos (atraídos fuertemente al agua), por lo cual, solo pueden pasar por canales o poros llenos de agua.

Este paso del ión, se logra por la pérdida de moléculas de agua adheridas a él, en las zonas estrechas del canal.

Hay zonas estrechas en los canales que se convierten en filtros selectivos que le quitan el agua al ion y este se une por enlaces químicos débiles con cadenas cargadas de aminoácidos, lo que lo impulsa a pasar (requiere energía)

Porqué hay canales? Canales proteínas que atraviesan la

membranas y que tienen CHO unidos a su superficie ( glicoproteínas) y tienen un poro acuoso que atraviesan toda la membrana.

Todas las celulas hacen uso de los procesos de comunicación intercelular pero solo las nerviosas y musculares lo hacen rapido y a larga distancia( tienen mayor densidad de canales.

Características EL FLUJO DE LOS IONES ES PASIVOEL FLUJO DE LOS IONES ES PASIVO

No requiere gasto de energía metabólica La dirección y el equilibrio depende de fuerzas de

difusión y electrostáticas. Conductancia: Es el flujo iónico que pasa por un canal

abierto en respuesta a una fuerza electroquímica (determinada por el gradiente de concentración y la diferencia del potencial de membrana).a <[ión] > corriente iónica

Se pueden bloquear por otras moléculas.

Características LA APERTURA Y CIERRE REQUIERE CAMBIOS LA APERTURA Y CIERRE REQUIERE CAMBIOS

CONFORMACIONALESCONFORMACIONALES Cada canal tiene un estado de apertura y uno de cierre,

la activación implica un cambio temporal en su estructura.

El tiempo que permanece abierto se regula por: Unión de ligandos químicos (cara extracell: hormonas o NT.

Cara intracell: 2 mensajeros) Cambios en el potencial de membrana Estiramiento mecánico

Pueden estar en reposo, activos o refractarios.

POTENCIAL DE MEMBRANA PM en reposo: Se debe a la separación de cargas

eléctricas a ambos lados de la membrana, mantenido por los canales pasivos y por bombeo activo de los iones que difunden pasivamente.

Se da porque los iones no pueden atravesar libremente la membrana y esto genera una diferencia de voltaje entre el interior y el exterior llamada potencial de membrana ( -60 y -70 mv).

POTENCIAL DE EQUILIBRIOPotencial en el cual no hay flujo neto de

iones porque la fuerza eléctrica por la separación de cargas se equipara a la fuerza química en sentido opuesto.

Depende de la fuerza electroquímica impulsadora y la conductancia de la membrana al ion

K+ -75Na+ +55

POTENCIAL DE ACCION DespolarizaciónDespolarización

Disminución en la separación de cargas a través de la membrana, lo que hace que el potencial de membrana, sea menos negativo (entra sodio)

RepolarizaciónRepolarización Lo contrario, lo que hace que el potencial de membrana

sea más positivo. (sale potasio)

Si la despolarización alcanza un valor umbral, se abren canales iónicos activados por voltaje que producen el potencial de acción.

Como se produce? Se activan canales dependientes de voltaje, que

permiten el paso de iones que despolarizan la célula, cambiando la distribución de cargas a cada lado de la membrana.

La entrada de sodio la despolariza, la salida de potasio la repolariza, restaurando el equilibrio original (potencial de reposo)

Repolarización1. Se inactivan algunos canales de sodio,

disminuyendo la entrada de este ión.2. Se activan canales que sacan potasio.3. Se produce un flujo neto de cargas positivas al

exterior, llegando de nuevo al potencial de reposo.

Siempre los canales de Na+ se abren + rápido que los de K+, pero también se cierran más rápido, disminuyendo la corriente de entrada del ión, en cambio los de K+ permanecen abiertos durante toda la despolarización.

Periodo refractario Es absoluto, inmediatamente después del potencial de

acción. Luego, es relativo, porque se puede producir un

potencial de acción pero con un estímulo mayor. Se debe a la inactivación residual de los canales de

Na+ y a la apertura de los de K+.

El potencial de acción es todo o nada.Porque la entrada de Na+ produce

despolarización que activa más canales de Na+, entonces la célula se torna más positiva (cerca al potencial de equilibrio del sodio), alcanzando el umbral.

Una vez se alcanza el umbral, se da.

TRANSMISION SINAPTICA

SINAPSISSINAPSISZona de contacto donde una neurona se comunica con otra.

Funciona sobre dos mecanismos: Transmisión eléctrica Transmisión química.

Sinapsis químicas No hay continuidad citoplasmática entre las células

(hendidura sináptica) Amplifica señales Actúan en acciones excitatorias o inhibitorias. Es la más frecuente en la comunicación encefálica Funciona con vesículas presinápticas, zonas activas y

receptores postsinápticos. Es unidireccional.

Vesículas presinápticas en los terminales que se liberan (con su NT.), como respuesta al flujo de calcio.

El NT. se une a un Receptor postsináptico induciendo la apertura o cierre de canales iónicos, cambiando el potencial de la célula.

Es más lenta, pero produce amplificación (una sola vesícula produce activación de varios canales)

En las zonas activas, los canales iónicos son activados directa o indirectamente por los receptores postsinápticos.

Sinapsis eléctricas Hay canales en la unión íntima de las células, que

permiten una continuidad citoplasmática. Sentido bidireccional Realiza acciones despolarizadoras sencillas. Utiles en acciones rápidas (respuesta al peligro) Pueden pasar señales metabólicas entre las dos

células por los canales (2os mensajeros). Se sitúan entre una fibra presináptica grande y una

postsináptica pequeña. La corriente que despolariza se produce por los

canales iónicos dependientes de voltaje.

SINAPSIS NEUROMUSCULAR Siempre es excitatoria y se activa directamente en la

transmisión. La fibra muscular está inervada por un solo axón. El

NT es acetil colina y el receptor en la membrana muscular es el receptor nicotínico.

La sinapsis se da en una zona llamada placa placa terminalterminal.

Un P.A. en la presinápsis libera Ach que difunde en la hendidura sináptica uniéndose al receptor colinérgico en la placa terminal, se abren canales y la entrada de Na+ produce despolarización, generando un potencial de placa, que activa canales de Na+ dependientes de voltaje, que aumenta la despolarización y produce finalmente el potencial de acción.

INTEGRACION SINAPTICA En el encéfalo, la transmisión sináptica es excitatoria

o inhibitoria y los potenciales postsinápticos tienden a ser menores que en el músculo.

Las neuronas centrales reciben inputs de cientos de neuronas presinápticas (en el músculo, cada célula muscular, recibe un solo input de un solo axón).

Se da en la neurona postsináptica y consiste en la integración de los potenciales excitatorios e inhibitorios que recibe, para definir si se alcanza el umbral y se produce o no un potencial de acción.

Esta es la función básica del encéfalo. Se da en el cono de arranque axónico de la neurona

postsináptica, porque tiene un umbral de activación más bajo.

Conducción electrotónica Es la propagación pasiva de las variaciones en el

potencial de membrana a lo largo de la neurona, no se regeneran, sino que se atenúan cada vez.

Es el mecanismo por el que se transmiten a través de la neurona a la zona de activación, los potenciales excitatorios aferentes.

Las 3 regiones de la célula pueden ser receptoras o transmisoras de los contactos sinápticos La proximidad de las sinapsis a la zona de activación de la postsinápsis determina su eficacia.

Sinapsis en los somas son inhibitorias Sinapsis en las espinas dendríticas son excitatorias Sinapsis axo-axónicas son moduladoras (no

actúan sobre la zona de activación, sino sobre la liberación de neurotransmisor)

Acción excitatoria Mediada por canales de sodio y potasio

dependientes de voltaje El neurotransmisor excitatorio es el glutamato. Los receptores postsinápticos implicados son los

NMDA y los no NMDA El glutamato en exceso produce muerte neuronal

porque aumenta la entrada de calcio que produce radicales libres tóxicos ( shock, status epiléptico y en la corea de Huntington).

Acción inhibitoria

Mediada por canales de cloro que aumentan el umbral a las acciones excitatorias.

Los neurotransmisores inhibitorios son el GABA y la glicina.

Los receptores postsinápticos son GABA A y GABA B

MODULACION DE LA TRANSMISION SINAPTICA

Se hace a través de segundos mensajeros. Actúan a través de la fosforilación proteica para abrir o

cerrar canales iónicos Pueden modificar la transmisión por desensibilización. Pueden regular la expresión genética de la célula.

LIBERACION DEL TRANSMISOR Se da por la entrada de calcio por canales

dependientes de voltaje en el terminal presináptico.

RETARDO SINAPTICORETARDO SINAPTICO.Tiempo entre el potencial de acción y la liberación del neurotransmisor y refleja el tiempo que se necesita para incorporar calcio a la célula y su difusión para iniciar la descarga del NT de las vesículas.

Acción del calcio Regula el transporte que lleva a las vesículas a las

zonas activas Regula un poro que une la membrana citoplasmática

con la de la vesícula Regula la cantidad de NT liberado al regular (por

cambios de voltaje) la cantidad de calcio que entra. No aumenta la cantidad de NT sino el número de vesículas liberadas (sinapsis axo-axónicas).

NEUROTRANSMISORES TRANSMISOR: Sustancia que se libera por una neurona en la sinapsis

y que afecta de manera especifica a otra célula ( neurona u órgano efector)

Requisitos para ser NT1. Que se sintetice en la neurona2. Que esté en un terminal presináptico y se libere en

cantidad suficiente, ejerciendo su efecto sobre la célula postsináptica.

3. Cuando se dé exógenamente, produzca los mismos efectos que el endógeno

4. Existencia de un mecanismo específico de eliminación.

Tipos1.1. DE PEQUEÑO TAMAÑO MOLECULARDE PEQUEÑO TAMAÑO MOLECULAR

Ach. (c0lina+acetilcoa) Aminas biógenas

Dopamina Noradrenalina Adrenalina Serotonina Histamina

Aminoácidos GABA Glicina Glutamato

ATP y adenosina

Se sintetizan en las vesículas

Exclusivos de la neurona

Parte de todas lasCélulas.

Tipos PEPTIDOS NEUROACTIVOS DE CADENAS DE PEPTIDOS NEUROACTIVOS DE CADENAS DE

A.A. CORTASA.A. CORTAS.

Hormonas hipotalámicas Hormonas neurohipofisiarias Péptidos hipofisiarios Péptidos cardiacos Péptidos gastrointestinales

Se sintetizan en el soma de la neurona.Todos se liberan por exocitosis, no por difusión o por mecanismos de transporte.

Terminación de la transmisión Si el NT persiste, impide nuevas comunicaciones

al volver refractaria a la célula. MECANISMOSMECANISMOS

DifusiónSuprime alguna fracción de todos los mensajeros químicos.

Degradación enzimáticaPor ejemplo, acetil colina.

RecaptaciónMecanismo más común, mediado por transportadores de alta afinidad (hay para todos, menos para la Ach)