Carabuxa

Un mundo distinto.

Potencial De Membrana julio 10, 2008

Introducción:

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Definición: diferencia de potencial entre el campo eléctrico intracelular y el campo eléctrico extracelular.

Cuando realizamos un experimento para registrar el potencial de membrana con el osciloscopio obtenemos un potencial de -60mV en el interior celular. Esto nos indica que la composición iónica es distinta entre la membrana interna y la membrana externa. Concretamente, la cara externa es positiva con respecto a la interna:

· Potencial de reposo= -60mV

· Todos los potenciales se miden en voltios (V).

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Concepto De Despolarización E Hiperpolarización:

Despolarización: fenómeno por el cual una célula pierde su polarización o se despolariza. Es un proceso que atenúa la polarización membrana llevándola a potenciales más electropositivos.

Hiperpolarización: fenómeno por el que una célula aumenta su polarización o se hiperpolariza. Es un proceso que acentúa la polaridad de la membrana llevándola a potenciales más electronegativos.

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Bases Fisiológicas Del Potencial De Membrana:

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Equilibrio Donnan o Equilibrio Biológico

1. Si añado KCl a este experimento y lo dejo un tiempo, cabe esperar que los iones se repartan igualmente en los dos compartimentos (EQUIMOLARIDAD). Además, el número de cargas positivas (+) y negativas (-) es igual en ambos (ELECTRONEUTRALIDAD).

2. Si repetimos la experiencia anterior pero previamente añadimos al compartimento (1) un anión orgánico o proteína (no permeable), cabe esperar que:

· Con respecto al K+: haya dos fuerzas implicadas, el gradiente de concentración que le indica que pase al compartimento (2) y la polaridad de loa aniones (Δ-), que le indica que se quede, es decir, que su polaridad los atrae.

· Con respecto al Cl-: están las dos fuerzas implicadas pero le indican lo contrario que al K+.

Conclusión: en el compartimento (1) la concentración siempre será mayor.

Si ahora tenemos en cuenta el equilibrio osmótico, en las células vegetales el agua entraría en (1) y no habría problema porque hay pared celular. Pero en los animales no la hay (estallaría la membrana), por tanto se equilibran las concentraciones Na+ fuera de la célula.

Por lo tanto, cuando existen moléculas no difusibles (A-), K+, Cl- y Na+ si lo son por lo que se distribuirán para conseguir equimolaridad y electroneutralidad en la membrana.

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Ecuación de Nerst

Esta ecuación relaciona el potencial de membrana y la distribución de un ión en equilibrio termodinámico (transporte positivo). Su fórmula es:

Ión con tendencia a entrar → μext= RT·ln[ ]e + zFEe

Ión con tendencia a salir → μint= RT·ln[ ]i + zFEi

μ: tendencia electroquímica (salir o entrar).

R: constante de difusión

T: temperatura Kº

[ ]: concentración

z: carga del ión (Na+ y K+ =1, Cl- =-1, Ca2- =-2)

F: constante de Faraday

E: campo eléctrico

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Efecto de las distintas Conductáncias Iónicas. Ecuación de Goldman.

El potencial de membrana no es consecuencia de una especie iónica, sino que es la consecuencia del movimiento de todas las especies iónicas que pueden difundir a través de la membrana.

· Al potencial de membrana solo contribuyen aquellos iónes para los que la membrana es permeable. Generalmente no contribuyen los aniones.

· La contrubución de cada ión se mide por su permeabilidad o por su conductancia.

Ojo: V es positivo, Vm (de membrana) es igual a -58…

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ATPasa Na+/K+

A Vm=-60mV, en estado de reposo, los iónes Na+ tienden a entrar y el K+ tiende a salir, debido a su gradiente electroquímico a traves de los canales. Esta corriente eléctrica sigue:

I=V/RI(ión)= (1/R(ión)) x (Vm-E(ión))

V=Vm-E(ión)

I(ión)= g(ión)x(vm-E(ión))

Aún cuando normalmente hay una entrada de Na+ y salida de K+, existe un mecanismo que mantiene el estado estable, la ATPasa de Na+/K+ (esta es su función). Es decir, promueve corrientes contrarias a las que hay normalemente a través de los canales.

Por lo tanto tiene que cumplir que: (sentido del flujo)

[I Na+] = [I’ Na+] Canal = entrada, Bomba = salida

[I K+] = [I’ K+] Canal = salida, Bomba = entrada

1. La ATPasa actúa generando una corriente de igual magnitud a la que hay en el resto de los canales.

2. Puesto que estas son en contra de gradiente requiere que exista ATP en el medio.

3. La ATPasa es ELECTROGÉNICA o generadora de diferencia de potencial, ya que cuando actúa, genera una diferencia de magnitud de entrada o de salida.

I’ Na+ = 3/2 I’ K+

I’ K+ = 2/3 I’ Na+

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La Membrana como Condensador

La capacidad de cargas que separa un condensador (Q) en una bicapa lipídica es proporcional a Vm y Cm.

Q = Vm x Cm

Dentro y fuera de la membrana hay cargas positivas (+) y negativas (-), pero siempre hay una cierta polarización (un lado más electronegativo que otro). El valor de esa polarización se puede cuantificar calculando Q.

 

4 Responses to “Potencial De Membrana”

  1. Guttemberg Says:

    Me has salvado, estaba buscando esto para terminar un tema que me entra en un examen de septiembre.

    Muchas gracias.

    Muy buen blog. Saludos desde Jerez

  2. lizeth Says:

    excelent

  3. kakunika13 Says:

    gracias por las ekuaciones!!!

  4. diego Says:

    Me ha sido de mucha ayuda, sin embargo tenia dudas sobre la Ec de Nerst en equilibrio. Muchas gracias


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