BIBLIO POTENCIALES 2011 1

BASES BIOFÍSICAS DE LOS PROCESOS DE COMUNICACIÓN CELULAR
POTENCIAL DE REPOSO DE LA MEMBRANA CELULAR- POTENCIAL DE ACCIÓN
Prof. Dra. María Isabel Spengler. Cátedra Física Biológica.
Para poder acceder a la lectura de este material se deben poseer conocimientos adquiridos en la escuela sobre:
campo eléctrico, potencial eléctrico, corriente eléctrica, intensidad de corriente, resistencia eléctrica,energía
eléctrica, condensador.
Es importante, además, que el alumno recupere los conceptos, ya vistos, sobre estructura y función de la
membrana celular.

L

os tejidos animales están constituidos por células rodeadas por una solución que las baña: el fluido
intersticial.
Las células vivientes tienen la habilidad de mantener muchas sustancias en concentraciones
interiores diferentes de lasconcentraciones exteriores. Esto es algo inesperado para aquellas moléculas
que pueden atravesar la membrana celular porque parece oponerse a la natural tendencia de las
moléculas a igualar sus concentraciones a ambos lados de la membrana.
La membrana celular es la parte de la célula que presenta mecanismos de transporte peculiares
de los sistemas vivientes y que mantiene diferencias en la concentraciónde muchas sustancias a su
través. Así, en la mayoría de las células, el K+ está más concentrado en el interior celular y el Na+ y el
Cl- en el exterior.
La mayoría de las células animales tienen una diferencia de potencial eléctrico (voltaje) a través de sus
membranas plasmáticas. El citoplasma es, por lo general, eléctricamente negativo en relación con el
líquido extracelular. La diferencia depotencial eléctrico a través de la membrana plasmática en una
célula se denomina potencial de reposo de la membrana. El potencial de reposo de la membrana
desempeña un papel fundamental en la excitabilidad de las células nerviosas y musculares y en otras
respuestas celulares determinadas.
En esta bibliografía vamos a estudiar cómo se genera y cómo se mantiene el potencial de reposo de la
membranay, en la última parte introduciremos el tema del potencial de acción.
Flujo
Definimos Flujo (J) como el número de moles que atraviesan la membrana, por unidad de superficie
perpendicular al flujo y por unidad de tiempo. Unidades:
J = moles
cm2 seg
Difusión.Ley de Fick
En una solución las moléculas están sometidas a continuos movimientos de translación. Si las
propiedades de la disolución soniguales en todo su volumen, la translación de cada molécula en cada
dirección del espacio será igualmente probable. En consecuencia, el “desplazamiento neto” de las
moléculas será nulo. Si hay diferencias de concentración, las moléculas tendrán una tendencia a
desplazarse desde la zona de mayor concentración hacia las de menor concentración.
Consideremos ahora dos disoluciones de concentracióndiferentes separadas por una membrana con un
dado espesor y permeabilidad selectiva. Cada una de ellas es homogénea, pero la membrana interpuesta
estará atravesada por una diferencia de concentración. Las moléculas de soluto que penetren en la
membrana, en su movimiento al azar, resultarán dirigidas por esa diferencia y atravesarán la membrana
en el sentido de anular la diferencia. Este fenómeno, en virtuddel cual las moléculas disueltas
atraviesan la membrana, se denomina difusión simple, mecanismo pasivo, es decir, sin gasto de energía
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La ley de Fick aplicada a la difusión de una sustancia en solución a través de la membrana dice
que: “la cantidad de sustancia que atraviesa un cm2 de área seccional por segundo (el flujo), es
directamente proporcional al gradiente de concentración de lasustancia”.
La ley de Fick se puede enunciar como:
J = P. ∆ C
P = coeficiente de permeabilidad (cm /seg)
∆ C = C2 - C1 diferencia de concentración entre los
medios que separa la membrana (mol /lt ; m.moles / cm3)
J = P. ∆ C
J
Graficando J en función de la diferencia
de concentración tenemos:
J es la variable dependiente.
∆ C la variable independiente
y P la pendiente, P3 > P2 >P1

P3
P2
P1
∆C

P:...