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Ach: Patch-clamp. Registros “Patch Clamp” de canales activados por Ach individuales. Bibliografía: capítulo 11 de KSJ o: capítulo 12 de KSJ2. Las 5 diapositivas siguientes son continuación de la clase sobre sinapsis activadas por ACh. KSJ-F11.8. Todo o nada. V= –90 mV.

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Presentation Transcript
ach patch clamp
Ach: Patch-clamp

Registros “Patch Clamp” de

canales activados por Ach

individuales

Bibliografía: capítulo 11 de KSJ

o: capítulo 12 de KSJ2

Las 5 diapositivas siguientes son continuación de la clase sobre sinapsis activadas por ACh

todo o nada
Todo o nada

V= –90 mV

Corriente elemental: 2.69 pA

2.69 pA

V= –130 mV

3.9 pA

KSJ2-F12.9

single channel current
Single-channel current

Potencial inverso

El potencial inverso de la corriente de un canal es igual al de la total

KSJ-F11.9

slide5

Conductancia de un canal

Relación voltaje-corriente: ley de Ohm

Ley de Ohm

KSJ-F11.9B

slide6

La corriente total es la

suma de las individuales

el canal que se cierra

KSJ-F11.10

synapsis activadas por glutamato o gaba excitaci n e inhibici n
Synapsis activadas por glutamato o GABA:Excitación e Inhibición

Bibliografía: capítulo 12 de KSJ

o: capítulo 13 de KSJ2

slide8

La transmisión sináptica en el SNC es más compleja que aquélla en la unión neuromuscular:

  • La fibra muscular es inervada normalmente por sólo una motorneurona mientras que
  • una neurona central recibe muchas más. Es el caso de una célula motora de la médula.
  • La fibra recibe sólo entradas excitadoras, mientras que en el SNC hay tanto excitadoras
  • como inhibidoras
  • Todas las conexiones excitadoras en la fibra están mediadas por un sólo transmisor,
  • la Ach. En el SNC hay varios transmisores, algunos actúan sobre varios tipos de canales,
  • y la acción puede ser directa o indirecta.
  • La acción de una neurona motora sobre la fibra es muy eficiente: cada PA de la célula
  • motora produce un potencial postsináptico que está por encima del umbral de la fibra.
  • En cambio, las conexiones de las células presinápticas a la neurona motora son poco
  • efectivas, y se requiere una centena de ellas para producir un PA en la postsináptica.

J Eccles et al estudiaron el problema en células motoras medulares que controlan

el reflejo de extensión (rotular) (años ’50)

slide11

Umbral

Potencial de reposo

Al aumentar la magnitud de la estimulación,

aumenta el número de fibras que se “reclutan”

KSJ-F12.4A-B

slide13

PA

voltaje fijado

corriente fijada

Na+

EPSP´s

EPSC´s

Cl-

K+

KSJ-F12.4C-D

slide16

Receptores no-NMDA

(e.g. AMPA)

Son permeables al Na+ y al K+, pero no al Ca2+)

Receptor NMDA

Tiene la particularidad de que su apertura depende no

sólo del ligando (glutamato) sino también del voltaje V

En reposo, estos canales inician el EPSP.

El receptor tiene un sitio donde se liga el Mg2+. En reposo

éste está fuertemente ligado y bloquea la corriente, pero

al despolarizarse la célula el Mg2+ es expulsado y el canal

se abre.

Es permeable al Na+, al K+ y al Ca2+

Se abre y cierra lentamente, contribuyendo tarde al EPSP

La mayoría de las “células centrales” poseen receptores NMDA y receptores no-NMDA

(en particular las neuronas motoras)

slide18

Potencial de inversión

cerrado

puede abrirse

Concentración normal del Mg2+:

Canal bloqueado a V bajo

Sin Mg2+:

Canal no bloqueado

KSJ-F12.6

slide20

En presencia de glutamato se activan los canales no-NMDA y NMDA.

La señal tiene contribuciones de las dos componentes. ¿Cómo separarlas?.

Se bloquea al NMDA(con APV)

En el pico de la corriente total no hay prácticamente

componente NMDA: allí se representa la no-NMDA.

A 25ms del pico no hay prácticamente componente

no-NMDA: allí se representa la NMDA.

El APV usado no bloquea totalmente al NMDA.

La diferencia se observa tan pronto como la célula

se despolariza y el Mg2+ libera el canal (círculos)

Figura siguiente (derecha):

slide21

(sólo no-NMDA)

no-Ohm

Ohm

KSJ-F12.7

hipocampo

De Hestrin et al, 1990

slide23

GABA: transmisor inhibidor

En modo directo sobre el receptor GABA_A,

que activa un canal de Cl-.

En modo indirecto sobre el receptor GABA_B,

que activa un canal de K+. Este modo es más lento.

Actúa:

Aunque el GABA es el más común, no es el único transmisor inhibitorio.

La glicina activa receptores que permiten el paso de Cl-.

IPSP: Inhibitory Post-Synaptic Potential

IPSC: Inhibitory Post-Synaptic Current

slide25

Se estimula con corriente la neurona

inhibitoria presináptica para producir un PA

Se inyecta corriente en la neurona

motora postsináptica para alterar su V

Se encuentra que

Mecanismos iónicos del IPSP

Medición del ISPS de neuronas motoras medulares,

a diferentes valores del potencial de membrana inicial.

Eccles et al:

slide26

voltaje fijado

KSJ-F12.4C-D

PA

Flujo

del Cl

IPS Currents

corriente fijada

IPS Potentials

Corriente saliente

Cl-

Corriente entrante

K+

Es frecuente que el potencial de reposo y el de inversión sean más similares

corrientes unitarias comparaci n entre activaci n por gaba glicina y nmda patch clamp
Corrientes unitarias: comparación entre activación por GABA, glicina y NMDA (“Patch clamp”)
slide29

A: 3 canales activados por glicina

B: canales activados por GABA

Mismo “patch”. V<V_inversión:

corriente entrante (sale Cl-)

Efecto despolarizante

Efecto hiperpolarizante

efecto de la inhibici n en la amplitud del epsp
Efecto de la inhibición en la amplitud del EPSP

equivalentemente:

En el pico:

Hemos visto que si los canales inhibitorios no han sido activados el pico

del EPSP se puede evaluar fácilmente:

slide33

AHORA INTRODUCIMOS LA INHIBICIÓN:

Los canales inhibitorios se representan por

una resistencia y una batería en serie:

Que a su vez están en paralelo con el

la conductancia de pérdida. Como ambas

tienen la misma batería, el efecto de la

inhibición es aumentar la conductancia de

pérdida

entonces:

(Es inmediato mirando el circuito de la transparencia siguiente)

shunting
shunting

El efecto de esta inhibición es de cortocircuitarla corriente:

En reposo la corriente inhibidora es casi nula

Pero la conductancia aumenta, lo que disminuye el efecto del EPSP

“shunting”

efecto de la inhibici n neuronas
Efecto de la inhibición: neuronas

shunting

despolarización

hiperpolarización

KSJ-F12.16

cl y k
Cl- y K+

Tanto el Cl- como el K+ tienen potenciales de equilibrio más negativos que el V de reposo. Típicamente:

Entonces, las corrientes de Cl y de K son positivas, es decir hacia el exterior

Dado que el sentido de la corriente se define en términos del movimiento de cargas

positivas, en ambos casos la corriente es hiperpolarizante.

En el caso del K+, éstos iones salen de la célula

En el caso del Cl-, éstos iones entran.

Cl- y K+

Un ión (especie p) produce una corriente:

Otra propiedad común: ninguno de los dos es afectado por el valor de V