Efecto de la conductancia de potasio Kv3.1 en la tasa y frecuencia de disparo de un axón no mielinado

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Abstract

Resumen
Objetivo: Determinar la relación entre la conductancia de potasio Kv3.1 y la tasa de
disparo (Td) de un modelo neuronal llamado neurona1 formado por un soma, un cuello
y un axón no mielinado durante un estímulo de corriente de 10 ms de duración y a 40°C.
Materiales y métodos: A partir del software libre NEURON se simuló la propagación de
ráfagas de potenciales de acción a través de neurona1, variando la conductancia específica
máxima de potasio Kv3.1 (GKv3.1) relativa a la conductancia específica máxima de potasio
(GK) estudiada por A.L. Hodgkin y A.F. Huxley en 1952, de tal forma que GKv3.1+GK=1.6S/
cm2.
Resultados: En una estructura neuronal con las características biofísicas de neurona1,
Td varía en forma sigmoidea para 0 ≤ GKv3.1/GK ≤ 0.455 y decae exponencialmente para
0.455 < GKv3.1/GK ≤ 15, respectivamente. Para el primer caso, Td aumenta 11 veces más
que la frecuencia (f) respecto del número de espigas en cada ráfaga.
Conclusión: La observación de la conductancia de potasio del tipo Kv3.1 en algún tipo
de neurona no implica necesariamente la propagación de ráfagas de alta tasa de disparo.
Su efecto es más pronunciado (11 veces) en la modulación de Td que en el aumento de f.
Palabras clave: Frecuencia de disparo, tasa de disparo, conductancia de potasio Kv3.1,
axón no mielinado.

Abstract
Objective: To determine the relationship between the Kv3.1 potassium conductance and
the firing rate (Td) in a neuronal model called neuron1, consisting of a soma, a hillock and
an unmyelinated axon, during a constant current stimulus 10ms long and at 40°C.
Methodology: Using the free software NEURON, the propagation of action potentials
along a neuronal structure called neurona1 was simulated. The maximum Kv3.1 conductance (GKv3.1) relative to the maximum potassium conductance (Gk) studied in 1952 by
A.L. Hodgkin and A.F. Huxley and in this paper called HH conductance, was varied such
that Gk +GKv3.1 = 1.6s/cm2.
Results: In a neuronal structure with the biophysical characteristics of neuron1, Td varies
in a sigmoid way for all GKv3.1 such that 0≤GKv3.1/Gk≤ 0.455 and drops exponentially
for all GKv3.1 such that 0.455
frequency rate (f) in respect to the number of spikes in every action potential burst.
Conclusion: The observation of Kv3.1 potassium conductance in some types of neurons
does not necessary imply the propagation of high rate action potential bursts. Its effect is
more pronounced (11 times) in the modulation of Td than in the increase of f.
Keywords: Firing frequency, Rate frequency, Kv3.1 potassium conductance, Unmyelinated
axon.

Author Biography

  • Oscar Emilio Hernandez Bustos, Universidad del Norte, Universidad del Norte, Universidad del Norte
    Magíster en Biofísica Médica, Especialista en Física General, Licenciado en Matemáticas y Física Tecnólogo en Electrónica Industrial

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Published

2011-10-23

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Vol. 27 No. 2 (2011): Julio - Diciembre

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Efecto de la conductancia de potasio Kv3.1 en la tasa y frecuencia de disparo de un axón no mielinado. (2011). SCIENTIFIC JOURNAL SALUD UNINORTE, 27(2). https://rcientificas.uninorte.edu.co/salud/article/view/2279

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