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Axón de jibia

Axón de jibia. http://einstein.ciencias.uchile.cl CURSOS_2010 FISIOLOGÍA GENERAL. 15 de abril de 2010. Eliminando la variable espacio. Electrodo que mide potencial. V m. Alambre axial. La placa de tierra asegura que la resistencia del medio externo sea muy chica. R o = 0.

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Axón de jibia

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  1. Axón de jibia http://einstein.ciencias.uchile.clCURSOS_2010 FISIOLOGÍA GENERAL 15 de abril de 2010

  2. Eliminando la variable espacio Electrodo que mide potencial Vm Alambre axial La placa de tierra asegura que la resistencia del medio externo sea muy chica. Ro = 0 ¿Qué valor toma la constante de espacio? El alambre axial asegura que la resistencia del medio interno sea muy chica. Ri = 0.

  3. Space clamp Generador de corriente Vm A todo lo largo del axón pasa exactamente lo mismo, esto simplifica el análisis. Desaparece la variable espacio (Space clamp). El potencial de acción no se propaga. Se llama potencial de acción de membrana.

  4. Space clamp Generador de corriente Vm Pero si queremos medir en forma correcta el potencial de membrana tenemos un problema porque mientras esté circulado corriente por el electrodo de tierra no sabemos el potencial eléctrico en la superficie externa de la membrana. Necesitamos otro electrodo para medir el potencial extracelular.

  5. Potencial de acción de membrana

  6. Potencial de acción de membrana

  7. Potencial eléctrico intracelular Vi, mV Superficie de la membrana Intensidad de las corrientes iónicas IIones, mAcm-2 IIones, mAcm-2 V = 0-IR Electrodo de tierra I R t, ms V = 0

  8. Potencial eléctrico intracelular Vi, mV t, ms RoIIones, Vo, mV Potencial eléctrico extracelular t, ms El potencial de acción aparece en el medio extracelular cono una espiga negativa y de pequeña amplitud. Esta es la base de los registros extracelulares de la actividad neuronal.

  9. Space clamp Generador de corriente Vm Ve

  10. Medida de Vm Vi, mV t, ms Vi Ve, mV Ve t, ms

  11. Medida de Vm 0 V R R Vi -Vi Ve Ver en einstein.ciencias.chile.cl Fisiologia General 2008, Lecturas,Circuitos con amplificadores operacionales.

  12. Medida de Vm 0 V ? R R Vm R R Vi(t) R Vi-Ve -Vi Ve(t)

  13. Current clamp Generador de corriente Vm Con este circuito puedo controlar la corriente y medir el potencial. Current clamp.

  14. Voltageclamp Vm Vcomando El potencial de la membrana es igual al potencial de comando en todos los puntos a lo largo del axón. El amplificador se encarga de pasar tanta corriente como sea necesario para mantener esta igualdad. Con este circuito puedo controlar el potencial. ¿Cómo podría medir la corriente?

  15. Voltageclamp Vm Rf Vcomando -IRf Con este circuito puedo controlar el potencial y medir la intensidad de la corriente. Voltage clamp. El potencial de la membrana es igual al potencial de comando en todos los puntos a lo largo del axón. El amplificador se encarga de pasar tanta corriente como sea necesario para mantener esta igualdad.

  16. Voltage clamp Vm Rf Vcomando -IRf Con este circuito puedo controlar el potencial y medir la intensidad de la corriente. Voltage clamp. El potencial de la membrana es igual al potencial de comando en todos los puntos a lo largo del axón. El amplificador se encarga de pasar tanta corriente como sea necesario para mantener esta igualdad.

  17. Voltage clamp de un circuito pasivo Intracelular Vm Rm Cm Ii IC Vr Vm Vr Im Im ? Extracelular Tiempo

  18. Voltage clamp de un circuito pasivo Intracelular Rm Cm Ii IC Vr Vm Vr Im Extracelular Im Tiempo

  19. Eliminando la corriente capacitiva Intracelular X Rm X Cm Ii IC Vr Vm Vr Im Tiempo Extracelular Im

  20. Voltage clamp, resta de la corriente capacitiva Vm Rf 0 V V0 = -IiRf Vcomando R R Cm Ajustar hasta que se cancele la corriente capacitiva -Vcomando

  21. Voltage clamp de un axón de jibia I, mA/cm2 t, ms 0mV -60,8mV

  22. Voltage clamp de un axón de jibia en presencia de TTX, bloqueador de los canales de Na t, ms 0mV -60,8mV TTX I, mA/cm2 Control

  23. La corriente de Na es la diferencia de la corriente control – corriente con TTX. 0mV -60,8mV t, ms I, mA/cm2

  24. Canales de potasio del axón de jibia

  25. El curso temporal del desarrollo de la corriente de potasio no sigue un curso exponencial. Pulso -120 a 100 mV Para estudiar la relación entre la intensidad de la corriente de potasio y el potencial de la membrana se mide a diferentes potenciales. Vm

  26. Relación entre la intensidad de la corriente de potasio y el potencial de la membrana. Conductancia GK? IK, mA cm-2 Potencial de inversión, VK? Vm, mV

  27. Relación entre la intensidad de la corriente de potasio y el potencial de la membrana. Conductancia GK? IK, mA cm-2 Potencial de inversión, VK? VK = -39.1 mV GK = 43.4 mS cm-2 Vm, mV ? -39.1 mV

  28. Relación entre la intensidad de la corriente de potasio y el potencial de la membrana. Conductancia GK? Potencial de inversión, VK? IK, mA cm-2 VK = -39.1 mV GK = 43.4 mS cm-2 Vm, mV ? -39.1 mV

  29. Relación entre la intensidad de la corriente de potasio y el potencial de la membrana. Conductancia GK? IK, mA cm-2 Potencial de inversión, VK? Vm, mV

  30. IK, mA/cm2 Vm, mV Estrategia para buscar el potencial de inversión VK. Sospecha: VK= -94 mV Problema: alrededor de -94 mV no se registra inversión de la corriente. ¿Por qué? Porque los canales están cerrados a -94 mV. Solución: 1) Abrir los canales, despolarizando la membrana 2) Cambiar el potencial en forma instantánea y 3) Medir la corriente antes de que los canales se cierren 4) Explorar la superficie I/V.

  31. 1) Abrir los canales, despolarizando la membrana 2) Cambiar el potencial en forma instantánea y 3) Medir la corriente antes de que los canales se cierren 4) Explorar la superficie I/V. Prepulso constante Pulso de prueba variable Vm

  32. VK= -73,4 mV

  33. Sorpresa: El valor encontrado, -74 mV es menos negativo que el esperado según Nernst (-94mV). Una explicación posible: los canales de K no son idealmente selectivos: pasa algo de Na. VK= -73,4 mV Tarea: Calcular GK/GNa para estos canales El potencial de reposo es -60 mV, los potenciales de inversión de las corrientes de potasio y leak son -73 y -50 mV respectivamente. Calcule la razón GK/GLeak para el potencial de reposo.

  34. IK, mA/cm2 Vm, mV VK=-73.4 mV

  35. IK, mA/cm2 Vm, mV VK=-73.4 mV

  36. AVISO: SEMINARIOS DE ESTUDIANTES Forme un grupo de tres estudiantes para la presentación de su seminario. Cada grupo debe mandar una carta a bacigalu@uchile.cl declarando el artículo escogido, los integrantes del grupo, y la dirección electrónica de contacto del grupo. Antes de elegir el paper, revise en la página del curso ( http://cursos.ciencias.uchile.cl ) el archivo LISTA DE PAPERS PARA SEMINARIOS, en que están indicados los papers ya seleccionados y aquellos aún disponibles. En la página del curso ( http://cursos.ciencias.uchile.cl ) hay una carpeta que contiene las versiones PDF de todos los papers para seminarios. Si Ud. encontrara un paper que le interese y que no esté incluido en la lista, puede proponérselo al coordinador del curso y será incorporado si se considera adecuado. Espere confirmación a vuelta de correo. 19 de Abril de 2010

  37. Continuación de la clase de canales de potasio del axón de jibia. 19 de Abril de 2010

  38. Determinación de la conductancia del potasio a partir de la intensidad instantánea de la corriente de cola. Prepulso -100 a 200 mV Pulse de prueba -100mV La conductancia se puede medir de la intensidad de la corriente instantánea de la cola, dividida por el potencial del pulso de prueba menos el potencial de inversión de la corriente.

  39. Intensidad instantánea de la corriente de cola medida a -100 mV después de prepulsos de diferentes voltajes.

  40. pK(v,) es la probabilidad de encontrar abierto el canal de potasio, al potencial del prepulso, y en estado estacionario. NB. Para sacar pK(v,) del análisis de las corrinentes de cola, no hace falta conocer el potencial de inversión de la corriente.

  41. Los canales de K son tetrámeros. Cada monómero tiene su propio sensor de potencial: es el segmento S4 que tiene varios residuos de arginina. Los sensores de potencial tiene dos estados: reposo y activo Los sensores de potencial operan en forma independiente. El canal se abre sólo cuando los cuatro sensores de potencial están activos. Sea n la probabilidad de encontrar un sensor activo La probabilidad de encontrar un canal abierto es... n4

  42. NB. n es función del voltaje y del tiempo. n sólo es función del voltaje. Es el valor de nen estado estacionario: cuando se aplica un potencial por mucho tiempo.

  43. V0 = -46 mVz = 1.4

  44. V0 = -47 mVz = 1.8 Errores pesados por 1/n

  45. V0 = -48 mVz = 1.2 Errores pesados por n La curva nvsVm no se ajusta bien a una función de Boltzmann.

  46. Cinética Caso n(0)=0, el curso temporal de la corriente es sigmoideo Caso n(∞)=0, el curso temporal de la corriente es exponencial

  47. Determinación de n. Vm 0 mV -100mV -140mV

  48. Paso desde -140 mV a 0 mV Paso desde 0 mV a -100 mV

  49.  = 1.8 ms Paso desde -140 mV a 0 mV Paso desde 0 mV a -100 mV

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