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Canales I
Cuando se habló de la energía de Born, de la cantidad de energía que se necesita para
cargar un ion de distintas constantes dieléctrica, vimos que cuando se carga, la constante
dieléctrica del agua es 80; la energía es pequeña, pero en cambio, si se carga este mismo
ion en una baja de dos en la bicapa esa energía para cambiar el ion es sumamente grande.
De estas dos diferencias deenergía se puede calcular el cambio de la energía que se
necesita para tomar un ion del agua, sacarlo de ahí y meterlo en la bicapa, pero resulta ser
una cantidad muy grande y eso hace que el coeficiente de partición de los iones de la bicapa
sea muy chiquitito, por lo tanto la conducción de la electricidad de la bicapa es
despreciable, y eso nos da entonces que sea necesario tener vías de pasoespecializadas para
el paso de iones. Estas vías de paso son discretas, y eso me recuerda mi tesis de doctorado
que hice aquí en la facultad de ciencias el año 1974 que recibí el grado, utilicé una proteína
que se llamaba material conductor de excitabilidad era una molécula soluble, una proteína
soluble, que al ser incorporada en bicapa genera canales de iones, lo interesante que cada
vez que se mete unade estas moléculas en la bicapa produce un aumento en un escalón de
la conductancia, un aumento brusco de la conductancia, cuando se meten dos, tenemos dos,
es decir, a medida que se van metiendo se va haciendo una escalera, la conductancia se ve
como escalera y eso demuestra que son unidades discretas estos canales de iones. No es una
propiedad que esté esparcida uniformemente en toda la membranasino que son unidades
discretas, son puntos especiales en la membrana por donde pasan los iones.
Esta es la estructura de un canal de
potasio, que son activados por el potencial
eléctrico. Los canales de potasio
dependiente de voltaje, se llaman VK.
Estos son proteínas, tetrámeros, uniones
de cuatro monómeros que tienen esta
topología de seis segmentos de
transmembrana, enumerado del uno hacia
elseis y entre el 5 y el 6 está el poro a
través del cual pasan los iones. Y esta
parte de acá que va de 1 a 4 se llama
sensor de potencial, voltage sensor domain
vsd, entonces tenemos dos dominios, dominio de sensor de voltaje y dominio del poro, este
sensor de voltaje, si se corta, esta molécula aquí se puede cristalizar y esta es la estructura
que tiene estos 4 segmentos que son segmentos detransmembrana.
Este segmento S4 tiene varias argininas y tiene carga positiva, y esas argininas sienten la
diferencia de potencial que hay alrededor de los dos extremos de la membrana. Suponiendo
que se tiene una diferencia de potencial de 40 mV adentro con respecto afuera, y el espesor
de la membrana es 4 nm; el campo eléctrico es el potencial dividido por la distancia,

entonces se puede calcularcuántos voltios por metro: 40x10-3 divido por 4x10-9. Entonces
queda 1 por 107 mol/m. Diez millones de voltios, eso es alta tensión, cada célula tiene 10
millones de voltios, es alta tensión. 10 millones de voltios por metro.
Ahora al colocar la carga eléctrica se calcula la fuerza que está en la superficie acá. Esto
tiene las unidades V/m (= J/Cm y J/C = N, esto queda en unidades de N/C y esomultiplicado por la carga del electrón queda en N). Pueden calcular la fuerza que está
ejercida hacia adentro, hacia el interior de la membrana, estas cargas eléctricas que están
acá, entonces cuando la membrana está esta polarizada, o sea que tenemos menos algo mV,
aquí hay una fuerza muy grande que impulsa el segmento S4 a estar hacia adentro. Cuando
se despolariza la membrana, esas fuerzasdesaparecen y este S4 se pone hacia arriba por
resorte , si cesa la fuerza que lo está impulsando hacia abajo, se va a ir para arriba y esa es
la manera como se produce, como sienten los canales el cambio de potencial de la
membrana es mecánico, este S4 se mueve y eso lo voy a mostrar más adelante en esta clase,
como se mueve se ha demostrado por varias técnicas que se mueve al espesor de la
membrana...