TAREA 1 ingmed Modelo de Hodgkin y Huxley

Ingeniería Medica

Tarea #1

Investigación Modelo Hodgkin - Huxley

INTRODUCCIÓN
Esta investigación con fines académicos, nos otorgara la información necesaria para
comprender el comportamiento de una célula (de cualquier organismo vivo) a través de
potencial de acción, enfocándonos en el modelo HH.
Este modelo describe como se inician y transmiten los potenciales de acción o impulso
eléctrico enlas neuronas. Consiste en un conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias
no lineales que aproxima las características eléctricas de células excitables como las
neuronas o los miocitos cardiacos.
Alan Lloyd Hodgkin y Andrew Huxley propusieron el modelo en 1952 para explicar los
mecanismos iónicos que subyacían a la iniciación y propagación de los potenciales de
acción el axón gigante delcalamar. En1963 recibieron el Premio Nóbel en fisiología medicina por este trabajo.

1

Ingeniería Medica

Tarea #1

Investigación Modelo Hodgkin - Huxley

ANTECEDENTES HISTÓRICO
El establecimiento con criterio moderno de la relación entre lo que actualmente se conoce
como neurofisiología y los fenómenos eléctricos no biológicos se remonta a tiempos de
Luigi Galvani. En 1791 este investigador italianopropuso la existencia de una "electricidad
animal", tras verificar el efecto que la descarga eléctrica tenía sobre los músculos de un
animal muerto. Poco después, Alessandro Volta demostró que esta "electricidad animal"
no era distinta de la electricidad observada en otros fenómenos eléctricos. El físico italiano
Carlo Matteucci realizó en 1842 las primeras mediciones del potencial de reposo[Matteucci, 1842, 1844].
En 1843, Emil Heinrich du Bois-Reymond verificó que el sistema nervioso utilizaba
electricidad para comunicar distintas partes del cuerpo [du Bois-Reymond, 1843].
Esencialmente realizó el mismo experimento que Galvani, pero con organismos vivos.
Poco después, Rudolph von Kölliker encontró que las fibras electrificadas por du BoisReymond eran extensiones de células nerviosas.En 1852 Hermann von Helmholtz, físico
y fisiólogo teutón de veintiueve años de edad, determinó la velocidad de propagación del
impulso nervioso en una célula nerviosa de rana [Helmholtz, 1852]. Pero el hecho, de que
esta velocidad fuese sustancialmente menor que aquella que se había medido para la
electricidad en un cable conductor, trajo nuevas dudas sobre el carácter eléctrico de los
impulsosnerviosos.
En 1888, en el ámbito de la físico-química, se logró un adelanto conceptual que
posteriormente tuvo marcada influencia en la neurofisiología. Se trata del trabajo en que
Walter Nernst formuló una ecuación [Nernst, 1888] para describir el equilibrio difusivo de
partículas cargadas. En el contexto que nos interesa actualmente, bastará recordar que el
potencial de equilibrio de Nernst estádado por la expresión:

Esquema del medio intra y extracelular
Fig. 1

2

Ingeniería Medica

Tarea #1

Investigación Modelo Hodgkin - Huxley

Donde cn0 y cni son las concentraciones del ión de tipo n, a uno y otro lado de la
membrana, zn su valencia, F la constante de Faraday, R la constante de los gases
y T la temperatura absoluta de la solución (ver figura 1). A temperatura ambiente, el
factorque precede al logaritmo resulta del orden de 25 mV para el potasio.
Entre 1900 y 1950, la concepción dominante, tanto para el potencial de reposo como
para el potencial de acción, era la teoría propuesta en 1902 por Julius Bernstein (18391917). De acuerdo a ella, en el estado de reposo la membrana es solamente permeable
a los iones de potasio. Así, el potencial de reposo de una célula debe serigual al
potencial de Nernst correspondiente al potasio.
Berstein comenzaba así sus Investigaciones sobre la termodinámica del tejido
bioeléctrico [Bernstein, 1902]: "Las corrientes eléctricas observadas en numerosos
órganos vivos de animales y plantas han llegado a ser objeto de múltiples
investigaciones. Detectamos esas corrientes en músculos, nervios, glándulas secretoras
y órganos eléctricos de...