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Electrofisiología wikipedia, lookup

Transcript
UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA
Curso: FISIOLOGÍA GENERAL 2017
Laboratorio No. 1
Velocidad de propagación del impulso nervioso.
Introducción.
En este trabajo de laboratorio usted hará mediciones de la velocidad de propagación del
impulso nervioso en axones gigantes de jibia. Las mediciones las hará usando el simulador
Nerve construido por el Dr. Francisco Bezanilla, que encontrará en esta dirección:
http://nerve.bsd.uchicago.edu/nervejs/MAP.html
La ventana principal del simulador es ésta:
El programa presenta la electrofisiología del axón de jibia en diferentes situaciones
experimentales. En este trabajo se usará la situación Propagated Action Potential ( V vs T).
Fisiología General 2017. Trabajo Práctico No. 1
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(Potencial de acción propagado, voltaje vs tiempo). Esta forma del simulador se abre
haciendo clic sobre el cuadrado correspondiente que está en la segunda fila. Al presionar
dicho cuadro se muestra la siguiente interface:
El cilindro de color gris que aparece en la parte superior de la ventana representa el axón, el
que está pinchado por cuatro micro electrodos. El electrodo de más a la izquierda, Im, inyecta
corriente eléctrica al medio intracelular. Los otros tres microlectrodos, V1, V2 y V3 miden el
potencial eléctrico intracelular a 0, 2.5 y 5.0 cm de distancia el electrodo Im. El medio
extracelular está conectado a tierra (V = 0 volt) con un electrodo que no aparece en la
ilustración.
El trazo rojo que muestra un pulso cuadrado representa la intensidad de la corriente Im en
función del tiempo, en milisegundos, ms. Los trazos negro, azul y rojo representan el
potencial eléctrico intracelular medido por cada uno de los tres microlectrodos, en función
del tiempo, en milisegundos, ms. La breve inyección de corriente genera un potencial de
acción que viaja a lo largo del axón, sin atenuación. El pico del potencial de acción se registra
a los 4 ms de iniciado el experimento en el electrodo ubicado a 2.5 cm del electrodo Im, y a
los 6.5 ms en el electrodo ubicado a 5 cm de Im, En este caso, la velocidad de propagación
es de 25 mm en 2.5 milisegundos o 10 m/s.
El trabajo es medir con precisión la velocidad de propagación del impulso nervioso en
axones de diferente radio y descubrir qué relación matemática hay entre la velocidad
de propagación y el radio del axón.
Fisiología General 2017. Trabajo Práctico No. 1
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Procedimiento para medir la velocidad de propagación.
1. Haga clic sobre un punto cualquiera dentro del recuadro con los registros del potencial
de membrana. A la derecha de la pantalla aparecerá un cuadro con cuatro variables: time,
V1, V2 y V3. Time es el tiempo correspondiente a la posición del cursor al momento de
hacer clic, que para el caso de la figura de abajo corresponde al pico de la curva azul. V1,
V2 y V3 son los potenciales registrados a ese tiempo en cada uno de los electrodos,
2. Anote el tiempo en que ocurre el pico de la curva azul. Repita para el pico de la curva
roja.
3. Calcule el tiempo que demora el pico en avanzar 2.5 cm calculando la diferencia de
tiempo entre ambos picos (Tiempo pico curva roja-tiempo pico curva azul = ~2.3 ms).
4. Calcule la velocidad de propagación dividendo el espacio recorrido (2.5 cm) por el
tiempo calculado en 3. Son 25 mm /2.3 ms= 10.87 m/s.
Esta velocidad corresponde a un axón cuyo radio está anotado en una tabla que se despliega
haciendo clic sobre el cuadro AXON PARAMETERS en la fila superior de pestañas.
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El radio del axón por omisión es 238 m.
Para cambiar el radio haga doble clic la casilla del radio. Se marca azul. Escriba el nuevo
radio y termine apretando la tecla Enter. Al aumentar el tamaño del axón (500 m) se
necesita un estímulo más grande para generar un potencial de acción propagado
La corriente de simulación se encuentra en una tabla que se despliega haciendo clic sobre la
pestaña STUMILUS.
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Para el axón de 238 m el estímulo fue de 10 mA. Para 500 m se necesitará 30 mA. Cambie
a 30 mA y observe que el pico del potencial de acción viaja más rápido.
En la ventana STIMULUS también se puede cambiar la duración de la simulación (Total
time) para axones de conducción lenta.
Fisiología General 2017. Trabajo Práctico No. 1
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Recolección de datos.
Abra una planilla de cálculo Excel.
Explore el plano velocidad de propagación, radio del axón.
Haga las simulaciones necesarias para completar la tabla siguiente:
Radio, µm
Im, mA
238
10
20
50
100
150
200
300
400
500
10
0.1
0.2
1
3
5
10
10
20
30
Tiempo
registro, ms
10
30
25
15
15
10
10
10
10
10
t1, ms
t2, ms
t, ms
v, m/s
3.89
6.19
2.30
10.87
Columna N°1: Radio del axón en m, leído de la Tabla AXOM PARAMETERS.
Columna N°2: Intensidad de la corriente de estimulación, sacada STIMULUS.
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Columna N°3: Tiempo total de simulación en ms, leído de la tabla STIMULUS.
Columna N°4: Tiempo pico en 2.5 cm.
Columna N°5: Tiempo pico en 5 cm.
Columna N°6: Diferencia de tiempo entre los picos.
Columna N°7: Velocidad de propagación, en m/s
En la columna N°2 están las intensidades de corriente sugeridas para gatillar potenciales de
acción en axones de los radios anotados en la columna N°1.
Despliegue sus resultados en un gráfico como éste:
TAREA:
 Elabore un breve informe que incluya su tabla y gráfico de resultados
 Investigue qué transformación se puede aplicar a los resultados para obtener una
relación lineal entre velocidad de propagación y alguna función del radio del axón.
Por ejemplo, velocidad vs radiox.
 Mande su informe a [email protected], identificando el número de la guía y su
nombre en el asunto de la carta.
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