Potencial de membrana

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POTENCIALES DE MEMBRANA Y DE ACCIÓN

Hay potenciales eléctricos a través de las membranas de prácticamente todas las células del cuerpo. Además, algunas células, como las células nerviosas y musculares, son capaces de generar impulsos electroquímicos rápidamente cambiantes en sus membranas, y estos impulsos se utilizan para transmitir señales a través de las membranas de los nervios y de losmúsculos. En otros tipos de células, como las células glandulares, los macrófagos y las células ciliadas, los cambios locales de los potenciales de membrana también activan muchas de las funciones de las células. Este análisis se refiere a los potenciales de membrana que se generan tanto en reposo como durante la acción de las células nerviosas y musculares.

MEDICIÓN DEL POTENCIAL DE MEMBRANA.El método para medir el potencial de membrana consiste en insertar una pipeta pequeña llena de una solución de electrolitos en la membrana celular hasta el interior de la fibra. Después se coloca otro electrodo denominado “electrodo indiferente”, en el líquido extracelular, y se mide la diferencia de potencial entre el interior y el exterior de la fibra utilizando un voltímetro adecuado. Estevoltímetro es un aparato electrónico muy sostificado que puede medir voltajes muy pequeños a pesar de la resistencia muy elevada al flujo eléctrico a través de la punta de la micropipeta, que tiene un diámetro laminal aproximadamente de una micra y una resistencia mayor a un millón de ohmios. Para registrar los cambios rápidos del potencial de membrana durante la transmisión de los impulsosnerviosos el microelectrodo se conecta a un osciloscopio.

Siempre que el electrodo esté fuera de la membrana del nervio, el potencial que se registra es cero, el cual es el potencial del líquido extracelular. Después a medida que el electrodo de registro atraviesa la zona de cambio de voltaje en la membrana celular, el potencial disminuye bruscamente hasta -90 mV. Al moverse a través del interior dela fibra el material permanece a un nivel estable de -90 mV,aunque vuelve a cero en el momento en el que atraviesa la membrana en el lado opuesto de la fibra.

Para generar un potencial negativo en el interior de la membrana sólo se debe transportar hacia fuera un número suficiente de iones positivos para generar la capa de dipolo eléctrico en la propia membrana. Todos los demás iones delinterior de la fibra nerviosa pueden ser positivos o negativos. Por lo tanto, es necesario transferir un número increíblemente pequeño de iones a través de la membrana para establecer el potencial de reposo normal de -90 mV en el interior de la fibra nerviosa; esto significa que sólo se debe transferir entre 1/3.000.000 a 1/100.000.000 del número total de cargas positivas del interior de la fibra.Además, un número igual de pequeño de iones positivos que se mueven desde el exterior hacia el interior de la fibra puede invertir el potencial desde -90mV hasta tanto como +35mV en tan sólo 1/10.000 de segundo. El desplazamiento rápido de los iones de esta manera origina las señales nerviosas.

POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO DE LOS NERVIOS.

El potencial de membrana en reposo de las fibrasnerviosas grandes cuando no transmiten señales nerviosas es de aproximadamente -90mV. Es decir el potencial en el interior de las fibras es de 90 mV más negativo que el potencial del líquido extracelular que está en el exterior de la misma.

Todas las membranas celulares del cuerpo tienen una potente bomba Na – K que bombea continuamente iones sodio hacia el exterior de la célula e iones potasiohacia el interior; es una bomba electrógena porque se bombean más cargas positivas hacia el exterior que el interior, dejando un déficit neto de iones positivos en el interior; esto genera un potencial negativo en el interior de la membrana celular.

La bomba Na- K genera grandes gradientes de concentración para el sodio y el potasio a través de la membrana nerviosa en reposo.

Una proteína...
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