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Generación del potencial de acción (modelo de Hodgkin-Huxley)

Storyboard

El potencial de accion es una despolarizacion transitoria y regenerativa de la membrana, generada por la apertura y cierre secuencial y dependiente de voltaje de canales de Na+ y K+. El modelo de Hodgkin-Huxley describe la corriente total de membrana como la suma de una corriente de Na+ rapida (activada por m e inactivada por h), una corriente de K+ mas lenta (activada por n) y una corriente de fuga pasiva, cada una gobernada por variables de gating cuya cinetica depende del voltaje instantaneo. Cada variable de gating relaja exponencialmente hacia un valor estacionario dependiente de voltaje (x_inf) con una constante de tiempo tambien dependiente de voltaje (tau_x), lo que produce la fase de despolarizacion rapida (apertura de m), la repolarizacion (inactivacion h y activacion tardia de n) y el periodo refractario. Este modelo usa las mismas variables V_m, C_m, g_i, E_i, I_ext definidas en E01, extendiendolas con conductancias dependientes de tiempo y voltaje.

>Modelo

ID:('ky', 1522)


Corriente total HH

Storyboard



$C_m\frac{dV_m}{dt}=I_{ext}-g_{Na}^{max}m^3h(V_m-E_{Na})-g_K^{max}n^4(V_m-E_K)-g_L(V_m-E_L)$

$h$
Variable de compuerta h
$1$
$m$
Variable de compuerta m
$1$
$n$
Variable de compuerta n
$1$
$I_{ext}$
Corriente externa
$A/m²$
$g_L$
Conductancia de fuga
$S/m²$
$g_K^{max}$
Conductancia máxima K
$S/m²$
$g_{Na}^{max}$
Conductancia máxima Na
$S/m²$
$C_m$
Capacitancia de membrana
$F/m²$
$V_m$
Potencial de membrana
$V$
$E_K$
Potenciales de reversión de K
$V$
$E_L$
Potenciales de reversión de L
$V$
$E_{Na}$
Potenciales de reversión de Na
$V$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13503)


Activación Na m

Storyboard



$\frac{dm}{dt}=\alpha_m(V_m)(1-m)-\beta_m(V_m)m$

$m$
Variable de compuerta m
$1$
$V_m$
Potencial de membrana
$V$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13504)


Inactivación Na h

Storyboard



$\frac{dh}{dt}=\alpha_h(V_m)(1-h)-\beta_h(V_m)h$

$h$
Variable de compuerta h
$1$
$V_m$
Potencial de membrana
$V$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13505)


Activación K n

Storyboard



$\frac{dn}{dt}=\alpha_n(V_m)(1-n)-\beta_n(V_m)n$

$n$
Variable de compuerta n
$1$
$V_m$
Potencial de membrana
$V$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13506)


Gating estacionario

Storyboard



$x_\infty=\frac{\alpha_x}{\alpha_x+\beta_x}$

$x_infty$
Valor estacionario gating
$1$
$alpha_x$
Tasa de transición gating alpha
$1/s$
$\beta_x$
Tasa de transición gating beta
$1/s$
$V_m$
Potencial de membrana
$V$



>Modelo

ID:('gm', 13507)


Tiempo gating

Storyboard



$\tau_x=\frac{1}{\alpha_x+\beta_x}$

$alpha_x$
Tasa de transición gating alpha
$1/s$
$\beta_x$
Tasa de transición gating beta
$1/s$
$V_m$
Potencial de membrana
$V$
$ au_x$
Constante temporal gating
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13508)


Conductancia Na

Storyboard



$g_{Na}=g_{Na}^{max}m^3h$

$h$
Variable de compuerta h
$1$
$m$
Variable de compuerta m
$1$
$g_{Na}$
Conductancia dinámica de Na
$S/m²$
$g_{Na}^{max}$
Conductancia máxima Na
$S/m²$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13509)


Conductancia K

Storyboard



$g_K=g_K^{max}n^4$

$n$
Variable de compuerta n
$1$
$g_K$
Conductancia dinámica de K
$S/m²$
$g_K^{max}$
Conductancia máxima K
$S/m²$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13510)


Umbral refractario

Storyboard



$V_{th}=E_L+\Delta V_{th}e^{-t/\tau_{ref}}$

$Delta V_{th}$
Elevación refractaria umbral
$V$
$E_L$
Potenciales de reversión de L
$V$
$V_{th}$
Umbral dinámico
$V$
$t$
Tiempo
$s$
$ au_{ref}$
Tiempo refractario
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13511)


Estructura del modelo

Descripción

Red de modelo


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$x_infty$
x_inf
Valor estacionario gating
1
$h$
h
Variable de compuerta h
1
$m$
m
Variable de compuerta m
1
$n$
n
Variable de compuerta n
1
$alpha_x$
alpha_x
Tasa de transición gating alpha
1/s
$\beta_x$
beta_x
Tasa de transición gating beta
1/s
$I_{ext}$
I_ext
Corriente externa
A/m²
$g_L$
g_L
Conductancia de fuga
S/m²
$g_K$
g_K
Conductancia dinámica de K
S/m²
$g_{Na}$
g_Na
Conductancia dinámica de Na
S/m²
$g_K^{max}$
g_K_max
Conductancia máxima K
S/m²
$g_{Na}^{max}$
g_Na_max
Conductancia máxima Na
S/m²
$C_m$
C_m
Capacitancia de membrana
F/m²
$Delta V_{th}$
DeltaVth
Elevación refractaria umbral
V
$V_m$
Vm
Potencial de membrana
V
$E_K$
E_K
Potenciales de reversión de K
V
$E_L$
E_L
Potenciales de reversión de L
V
$E_{Na}$
E_Na
Potenciales de reversión de Na
V
$V_{th}$
Vth
Umbral dinámico
V
$ au_x$
tau_x
Constante temporal gating
s
$t$
t
Tiempo
s
$ au_{ref}$
tau_ref
Tiempo refractario
s

ID:(0, 1522)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile