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Axón de jibia
6 de abril de 2009
http://einstein.ciencias.uchile.clFisiología General 2009, Clases, VoltageClampK.ppt
Eliminando la variable espacio
Alambre axial
La placa de tierra asegura que la resistencia del medio externo sea muy chica. Ro = 0
El alambre axial asegura que la resistencia del medio interno sea muy chica. Ri = 0.
oi
m
RR
R
2
¿Qué valor toma la constante de espacio?
Vm
Electrodo que mide potencial
Space clamp
Vm
Generador de corriente
El potencial de acción no se propaga. Se llama potencial de acción de membrana.
A todo lo largo del axón pasa exactamente lo mismo, esto simplifica el análisis. Desaparece la variable espacio (Space clamp).
Space clamp
Vm
Generador de corriente
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.
Potencial de acción de membrana
Potencial de acción de membrana
1Vs2008.0
150 msmV
dtdV
26 Acm 20010200 dtdVcII KNa
dtdV
CIII mNaKm
dtdV
CII mNaK 0
Vi, mV
IIones, mAcm-2
t, ms
Intensidad de las corrientes iónicas
dtdV
CII mNaK
Potencial eléctrico intracelular
IIones, mAcm-2I R
V = 0
V = 0-IR
Electrodo de tierra
Superficie de la membrana
Vi, mV
RoIIones, Vo, mV
t, ms
t, ms
Potencial eléctrico intracelular
Potencial eléctrico extracelular
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.
Space clamp
Vm
Generador de corriente
Ve
Vi
Ve
Vi, mV
Vo, mV
t, ms
t, ms
Medida de Vm
Medida de Vm
Vi
Ve
R R
0 V
RVi /0 RVo /0
-Vi
Ver en einstein.ciencias.chile.cl Fisiologia General 2008, Lecturas,Circuitos con amplificadores operacionales.
RVe /
Medida de Vm
Vi (t)
Ve (t)
R R
-Vi
R R
0 V
RVi /
Vi -Ve R
Vm
? RVo /0
Current clamp
Vm
Generador de corriente
Con este circuito puedo controlar la corriente y medir el potencial. Current clamp.
Vm
Con este circuito puedo controlar el potencial. ¿Cómo podría medir la corriente?
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.
Voltage clamp
Vm
Con este circuito puedo controlar el potencial y medir la intensidad de la corriente. Voltage clamp.
VcomandoRf
-IRf
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.
Vm
Con este circuito puedo controlar el potencial y medir la intensidad de la corriente. Voltage clamp.
VcomandoRf
-IRf
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.
Cim III
Extracelular
Intracelular
Vm
Rm
Vr
Cm
Im
Ii IC
dt
dVC
R
VVI m
m
rmm
Vm
Tiempo
Im
Vr
Voltage clamp de un circuito pasivo
Cim III
dt
dVC
R
VVI m
m
rmm
Vm
Tiempo
Im
Vr
Voltage clamp de un circuito pasivo
Extracelular
Intracelular
Rm
Vr
Cm
Im
Ii IC
Cim III
Vm
TiempoIm
Vr
Eliminando la corriente capacitiva
dt
dVC
R
VVI m
m
rmm
XX
Extracelular
Intracelular
Rm
Vr
Cm
Im
Ii IC
Vm
Vcomando
Rf
V0 = -IiRf
Voltage clamp, resta de la corriente capacitiva
R R
-Vcomando
Cm
dtdV
CI mmi
dtdV
C mm
iI0 V
Ajustar hasta que se cancele la corriente capacitiva
iI
I, mA/cm2
t, ms
Voltage clamp de un axón de jibia
NaNaNaKKKm gpNgpNI 5494
NatVNaNaKtVKKm gpNgpNI ),(),( 5494
-60,8mV0mV
)0()0( NaNaKKm VGVGI
dtdV
CVVGVVGI mNamNaKmKm )()(
I, mA/cm2
t, ms
-60,8mV0mV
Voltage clamp de un axón de jibia en presencia de TTX, bloqueador de los canales de Na
NatVNaNaKtVKKm gpNgpNI ),(),( 5494 KtVKKK gpNI ),(94
Control
TTX
I, mA/cm2
t, ms
-60,8mV0mV
NatVNaNaKtVKKm gpNgpNI ),(),( 5494
La corriente de Na es la diferencia de la corriente control – corriente con TTX.
KtVKKK gpNI ),(94NatVNaNaNa gpNI ),(54
