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