Fuerza

QUIMICA II. FACULTAD DE AGRONOMIA DE LA UNLPAM. CURSO 2001. Potencial de Nernst. Potencial de reposo de una membrana. La ecuación de Nernst solamente puede predecir el potencial de membrana, cuando existe un solo canal de membrana abierto, en una membrana. Esto puede lograrse artificialmente, fabricando liposomas. Cuando un canal de membrana se abre, el potencial de esa membrana se mueve hacia elvalor del potencial de Nernst para dicho ion. Esto significa que uno podría calcular el potencial de membrana, sabiendo cuántos canales de membrana están abiertos , y conociendo los potenciales de Nernst para dichos iones. Eso además, considerando que no hay ninguna bomba electrogénica funcionando. Esto es verdad, ya que funciona prácticamente así. El potencial de membrana es un promedio” pesado”con sus respectivas permeabilidades, para los potenciales de Nernst de todos los iones que tienen sus canales abiertos en ese instante. Cuantos más canales para un mismo ion están abiertos, más se acerca el valor del potencial de membrana, al potencial de Nernst para dicho ion. Supongamos que la membrana de una célula tiene 10 veces más canales de potasio que de sodio. El potencial para sodio es+ 5 mV y para potasio – 60 mV. ¿Qué concentraciones ionicas representan estos valores?. Para Na: Δ G= R T lnC + z F ΔΨ 0= RT ln C + z F ΔΨ 0= 2,47 KJ/mol ln C + 0,48 KJ/mol Gradiernte de concentración para el sodio = 0,8, mayor concentración afuera. Para K: 9,19, mayor concentración adentro. El potencial de membrana es de – 50 mV. Más cercano al del potasio.

A diferencia del potencial deNernst, el potencial de membrana no es un potencial de equilibrio, sino de estado estacionario. Tanto el sodio como el potasio se estarán moviendo en sentidos contarios en igual proporción, pero sin que exista un movimiento de carga neto. Pero para que esto suceda, se requiere que actúen bombas que mantengan la diferencia de concentración. De lo contrario los gradientes de iones se disiparían en eltiempo. Esta es la situación para el potencial de membrana de casi todas las células. ¿Qué es el potencial de reposo? Todas las células tienen un potencial de reposo. Esto significa que bajo condiciones de reposo, o sea sin estímulos, se puede medir una diferencia de potencial a través de la membrana. Este potencial es la resultante de un exceso de aniones en el interior

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respecto delexterior, lo que hace que en condiciones de reposo, el interior de la membrana sea negativo respecto del exterior. Condiciones del entorno que deben cumplirse para que se establezca esta situación de estado estacionario, que es el Potencial de Reposo. a) Electroneutralidad Las soluciones intra y extracelulares deben ser eléctricamente neutras. Significa que el número de aniones debe ser igual al decationes en los fluidos a ambos lados de la membrana. El leve exceso de aniones en el lado interno de la membrana y de cationes en el lado externo, que son los que generan el potencial de membrana de reposo, es casi despreciable respecto de la cantidad total de iones presentes en el medio intra y extracelular. En una célula, con un radio de 25 micrones, con una concentración de solutos totales de 120mM, y un potencial de membrana en reposo de –85 mV hay aproximadamente 100.001 aniones y 100.000 cationes. Si este no fuera el caso, la electroneutralidad sería violada, y las fuerzas de repulsión que se generarían harían que la solución saliera expulsada de la célula. b) Por otro lado, la célula debe estar en balance osmótico, para que la célula no se hinche o se encoja, debido a fenómenososmóticos. c) No debe haber flujos netos de iones hacia la célula o fuera de ella.

COMO SE GENERA EL POTENCIAL DE MEMBRANA El potencial de membrana se genera, por que hay unan distribución desigual de iones a través de la misma, y por que la membrana tiene permeabillidad selectiva para las especies iónicas presentes. En la mayoría de las células, existe una alta concentración de potasio y de aniones...