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Axón de jibia
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Fisiología General 2009, Clases, VoltageClampK.ppt
6 de abril de 2009
Eliminando la variable espacio
Electrodo que mide
potencial
Alambre axial
Vm
Rm
 
Ri  Ro
2
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.
¿Qué valor toma
la constante de
espacio?
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.
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.
Potencial de acción de membrana
Potencial de acción de membrana
I m  I K  I Na
dVm
C
dt
0  I K  I Na
dVm
C
dt
dV 150mV

 200Vs 1
dt
0.8ms
I Na  I K  c
dV
 200 10 6  200 Acm  2
dt
Superficie de la membrana
Vi, mV
V = 0-IR
Potencial eléctrico
intracelular
I R
IIones, mAcm-2
V=0
I K  I Na
dV
 C m
dt
Electrodo de tierra
Intensidad de las
corrientes iónicas
IIones, mAcm-2
t, ms
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.
Space clamp
Generador de corriente
Vm
Ve
Medida de Vm
Vi, mV
t, ms
Vi
Vo, mV
Ve
t, ms
Medida de Vm
0V
Vi  0 / R 0 Vo / R
R
R
Vi
-Vi
Ve
Ver en einstein.ciencias.chile.cl Fisiologia General 2008, Lecturas,
Circuitos con amplificadores operacionales.
Medida de Vm
0V
Vi / R
R
R
R
Vi (t)
0?Vo / R
R
Vm
Ve/ R
R
-Vi
Ve (t)
Vi -Ve
Current clamp
Generador de corriente
Vm
Con este circuito puedo controlar la corriente y medir el
potencial. Current clamp.
Voltage clamp
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?
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.
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.
Voltage clamp de un circuito pasivo
Intracelular
Vm
Rm
Cm
Ii IC
Vr
I m  Ii  IC
Vm  Vr
dVm
Im 
C
Rm
dt
Vm
Im
Vr
Im
Extracelular
Tiempo
Voltage clamp de un circuito pasivo
Intracelular
Rm
Cm
Ii IC
Vr
I m  Ii  IC
Vm  Vr
dVm
Im 
C
Rm
dt
Vm
Vr
Im
Extracelular
Im
Tiempo
Eliminando la corriente capacitiva
I m  Ii  IC
Intracelular
Rm
X
Cm
Ii IC
Vr
Vm  Vr
dVm
Im 
C X
Rm
dt
Vm
Vr
Im
Extracelular
Tiempo
Im
Voltage clamp, resta de la corriente capacitiva
Vm
dVm
I i  Cm
dt
Ii
Rf
Ii
0V
V0 = -IiRf
dVm
 Cm
dt
R
Cm
Ajustar hasta que se
cancele la corriente
capacitiva
-Vcomando
R
Vcomando
I, mA/cm2
Voltage clamp de un axón de jibia
dVm
I m  GK (Vm  VK )  GNa (Vm  VNa )  C
dt
t, ms
0mV
-60,8mV I m  GK (0  VK )  GNa (0  VNa )
I m  94 N K pK g K  54 N Na p Na g Na
I m  94 N K pK (V ,t ) g K  54 N Na p Na (V ,t ) g Na
Voltage clamp de un axón de jibia en presencia de
TTX, bloqueador de los canales de Na
I, mA/cm2
TTX
t, ms
Control
0mV
I

94
N
p
g

54
N
p
g
m
K
K
(
V
,
t
)
K
Na
Na
(
V
,
t
)
Na
-60,8mV
I K  94 N K pK (V ,t ) g K
I, mA/cm2
La corriente de Na es la diferencia de la
corriente control – corriente con TTX.
t, ms
0mV
-60,8mV I m  94 N K pK (V ,t ) g K  54 N Na p Na (V ,t ) g Na
 I K  94 N K pK (V ,t ) g K
I Na  54 N Na p Na (V ,t ) g Na