Física Biomédica (plan 2015) 2025-1

Ciencias Biológicas, Electrofisiología

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Ciencias - Física Biomédica

Electrofisiología

Horario: Viernes 8 a 11 horas

Profesores: Dr. Enoch Luis Baltazar 1

Fis. Biomed. Enikar Manuel Morales Patlán1,2

1 Laboratorio Nacional de Canalopatías, Instituto de Fisiología Celular, UNAM

2 Coordinación de Física Biomédica, Facultad de Ciencias, UNAM

Este curso se impartirá teórico y práctico en el edificio anexo del Instituto de Fisiología Celular, UNAM, por lo que el cupo es limitado. Es indispensable que las y los estudiantes cuenten con bata de laboratorio.

Objetivo general: Conocer las propiedades bioeléctricas de células y tejidos. Así como las herramientas para realizar mediciones y registros de dichas propiedades, como los cambios de voltaje o flujo iónico (corriente) en una variedad amplia de escalas.

Objetivos específicos:

1. Comprender e identificar las propiedades bioeléctricas de las células.

2. Aprender y aplicar los modelos de registro de corriente y voltaje de las células y tejidos.

4. Realizar experimentos de patch-clamp en líneas celulares o cultivos primarios.

3. Extrapolar el conocimiento adquirido a situaciones patológicas.

Temario:

I. Repaso de conceptos básicos en bioelectricidad

• Perspectiva histórica del estudio de las propiedades bioeléctricas de células y tejidos

• Difusión sencilla y Ley de Fick

• Ley de Ohm, variaciones de la Ley de Ohm

• Potencial de Nernst

• Ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz

• Leyes de Kirchhoff

II. Propiedades pasivas de las membranas celulares

• Potencial de membrana

• Resistencia de entrada

• Capacitancia de la membrana

• Potenciales graduados

• Constantes de longitud y tiempo

III. Características de las células excitables

• Generación de los potenciales de acción

• Tipos de canales iónicos

• Estructura y función de los canales iónicos

• Distribución espacial de los canales iónicos

• Modulación de canales iónicos y patrones de disparo

• Modelo de circuito equivalente

• Propagación los potenciales de acción

• Teoría del cable

IV. Técnicas electrofisiológicas

• Registro extracelular unitario y multiunitario

• Registro intracelular

• La técnica de patch-clamp

• Fijación de voltaje (voltage clamp)

• Fijación de corriente (current clamp)

• Electrofisiología automatizada

• Registros de fluorometría asociados al cambio en el potencial de membrana

Evaluación

Exámenes (30%).

Tareas y Prácticas (20%): Incluye lecturas y discusión de artículos, ejercicios a casa, y prácticas de laboratorio.

Proyecto final (50%): Incluye la planeación y realización de un problema a resolver en torno a lo aprendido en clase.

Referencias bibliográficas:

1. Neurosciences de Dale Purves et al., de Boeck. (2016). Cerveau & Psycho, N° 73(1), 92b. https://doi.org/10.3917/cerpsy.073.0092b

2. Kandel, E. R., Koester, J. D., Mack, S. H., & Siegelbaum, S. A. (2021). Principles of Neural Science, Sixth Edition. McGraw Hill Professional.

3. Rettinger, J., Schwarz, S., & Schwarz, W. (2022). Electrophysiology: Basics, Methods, Modern Approaches and Applications. Springer Nature.

4. The Axon Guide for Electrophysiology & Biophysics: Laboratory Techniques. (1993).

5. Okada, Y. (2012). Patch clamp techniques: From Beginning to Advanced Protocols. Springer.