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SEMINARIO DE FÍSICA MÉDICA II Ciclo de Estudios Semestre Académico 2017-II

BIOELECTRICIDAD Autor

Arboleda Cabrera Kevin Arnold

Docente

Dra. Tatiana Torres Lopez

Chiclayo – Perú

2017

1. ¿Cuáles son los factores que permiten que todas las células tengan carga eléctrica negativa en su interior?

Potencial de membrana El potencial de membrana es el resultado de la separación de cargas positivas y negativas a través de una membrana celular. Esta separación, cargas positivas en el exterior de la membrana de una célula del sistema nervioso en reposo, es posible debido a que la bi-capa lipídica actúa como una barrera para la difusión de los iones y da lugar a la generación de una diferencia de potencial. Esta diferencia toma valores de 60 a 70 mV.

Potencial de reposo Cuando una célula está en reposo, el potencial de membrana se conoce como potencial de reposo. Por convención se toma el potencial externo como cero, por lo que teniendo en cuenta que el interior tiene un exceso de carga negativa, el potencial de membrana en este caso toma valor negativo de -60 a -70 mV.

Equilibrio de sodio y potasio Dado que los canales iónicos reconocen y seleccionan iones específicos, la distribución de especies iónicas a través de la membrana dependerá de la distribución particular de canales iónicos que tenga la membrana celular. Las especies iónicas no se distribuyen de igual manera en ambos lados de la membrana:  

El sodio y el cloruro están más concentrados en el exterior de la célula El potasio y los aniones orgánicos (ácidos orgánicos y proteínas) están más concentrados en el interior.

Tratamiento termodinámico Si se tuviera una membrana que solo fuera permeable al paso de los iones potasio, sería factible aplicar la ecuación de Nernst para calcular el potencial de membrana que se generaría a temperatura ambiente, al tener distintas concentraciones en ambos lado de la misma.

Potencial de acción Así como el potencial de reposo se corresponde con un estado donde la neurona está sin estimular, cuando es estimulada se produce una “explosión de actividad eléctrica” conocido como potencial de acción. Ante el estímulo, el potencial de reposo toma valores más positivos, pero solo cuando alcanza un valor umbral, de unos – 55 mV, se produce el disparo de un potencial de acción. http://aprendeenlinea.udea.edu.co/lms/ocw/mod/page/view.php?id=278

2. ¿Qué es un capacitor? ¿Qué parte de la neurona cumple esta función? 

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Un capacitor o condensador (nombre por el cual también se le conoce), se asemeja mucho a una batería, pues al igual que ésta su función principal es almacenar energía eléctrica, pero de forma diferente. El capacitor constituye un componente pasivo que, a diferencia de la batería, se carga de forma instantánea en cuanto la conectamos a una fuente de energía eléctrica, pero no la retiene por mucho tiempo. Su descarga se produce también de forma instantánea cuando se encuentra conectado en un circuito eléctrico o electrónico energizado con corriente. Una vez que se encuentra cargado, si éste no se emplea de inmediato se auto descarga en unos pocos minutos. Un capacitor es una estructura capaz de separar y almacenar carga y generalmente está hecho con dos placas conductoras paralelas separadas por un material no conductor o dieléctrico. La capacitancia de un capacitor es simbolizada con la letra C y está relacionada con el voltaje por la ecuación C = Q/V, donde Q es la carga y la unidad de capacitancia es el Faradio. Entre más grande sea la capacitancia mayor será la cantidad de carga que debe ponerse en las placas para llevar el voltaje entre ellas a un valor dado. Visto en otra forma, entre mayor sea la capacitancia mayor será la cantidad de carga almacenada en las placas para un voltaje dado entre ellas. Nos referimos a aumentar la carga almacenada en un capacitor como "cargar el capacitor" y a disminuir la carga almacenada como "descargar el capacitor". En resumen, la función de un capacitor es almacenar cargas eléctricas de forma instantánea y liberarla de la misma forma en el preciso momento que se requiera.

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La membrana de las neuronas se comporta como un circuito eléctrico simple que tiene una resistencia y un capacitor en paralelo.

http://www.facmed.unam.mx/Libro-NeuroFisio/06SistemaNervioso/Potenciales/Circuitos.html https://es.khanacademy.org/science/biology/human-biology/neuron-nervoussystem/a/the-membrane-potential

3. ¿Qué modificaciones ha sufrido nuestras neuronas para mejorar su capacidad de transmisión eléctrica? Las neuronas son unas células que tienen la capacidad de transmitir el impulso nervioso en forma de corriente eléctrica. El impulso nervioso sólo se propaga en un sentido. Cuando una neurona es estimulada, se originan unos cambios eléctricos que empiezan en las dendritas, pasan por el cuerpo neuronal, y terminan en el axón. La LTP estimula la transmisión sináptica. Mejora la capacidad de dos neuronas, un pre sináptica y otro pos sináptica de comunicarse entre ambas a través de la sinapsis. El mecanismo molecular preciso de esta intensificación de la transmisión aún no ha sido establecido completamente, en parte porque el LTP está dirigido por múltiples mecanismos que varían entre especies y región cerebral. En la forma mejor comprendida de LTP, la intensificación de la comunicación se lleva a cabo señales recibidas por la célula pre sináptica. Estas señales, en forma de moléculas neurotransmisoras son recibidas por receptores neurotransmisores presentes en la superficie de la célula pos sináptica. La LTP mejora la sensibilidad de la célula pos sináptica al neurotransmisor en gran parte por el incremento de la actividad de los receptores existentes y por el incremento del número de receptores en la superficie celular postsináptica.

4. ¿Cómo se realiza el registro de la actividad eléctrica cerebral? ¿Cuáles son las ondas descritas? El electroencefalograma (EEG) es un análisis que se utiliza para detectar anomalías relacionadas con la actividad eléctrica del cerebro. Este procedimiento realiza un seguimiento de las ondas cerebrales y las registra. Se colocan pequeños discos metálicos con cables delgados (electrodos) sobre el cuero cabelludo y después se envían señales a una computadora para registrar los resultados. La actividad eléctrica normal del cerebro forma un patrón reconocible. Por medio de un EEG, los médicos pueden buscar patrones anormales que indiquen convulsiones u otros problemas.

Por qué se realiza La causa más común para realizar un EEG es el diagnóstico y control de los trastornos convulsivos. Los EEG también ayudan a identificar las causas de problemas como los trastornos del sueño y los cambios en el comportamiento. Los EEG se usan, en algunos casos, para evaluar la actividad cerebral después de una lesión en la cabeza o antes de un trasplante de corazón o hígado.

Preparación Si su hijo se realizará un EEG, la preparación es mínima. El cabello de su hijo debe estar limpio y sin aceites, espray o acondicionador para ayudar a que los electrodos se adhieran al cuero cabelludo. Si su hijo toma medicamentos que podrían alterar los resultados del estudio, es probable que el médico le recomiende interrumpirlos. Con frecuencia se recomienda que los niños eviten ingerir cafeína durante las 8 horas previas al estudio. Si es necesario que su hijo duerma durante el EEG, el médico le sugerirá formas para hacer que resulte más sencillo.

LAS ONDAS: Poseen amplitudes que van desde los 10 mV en registros sobre el córtex, a 100 mV en la superficie del cuero cabelludo. Las frecuencias de estas ondas se mueven entre 0,5 y 100 Hz y dependen mucho del grado de actividad del córtex cerebral. La mayoría de las veces estas ondas no poseen ninguna forma determinada, en algunas son ritmos normales que suelen clasificarse en ritmos a, b, q y d. En otras poseen características muy específicas de patologías cerebrales como la epilepsia.

http://www.bioingenieria.edu.ar/academica/catedras/bioingenieria2/archivos/apuntes/tema %205%20-%20electroencefalografia.pdf