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Axón de jibia http://einstein.ciencias.uchile.cl 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