Potenciales de membrana y potenciales de acción

POTENCIALES DE MEMBRANA Y POTENCIALES DE ACCIÓN:

En las membranas de casi todas las células del organismo hay potenciales eléctricos. Algunas células como las nerviosas y musculares son excitables, es difícil capaces de generar impulsos electroquímicos rápidamente cambiantes en sus membranas. Casi en todos los casos estos impulsos se pueden utilizar para transmitir señales a lo largo de lasmembranas nerviosas o musculares.
Y 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 funciones propias de la célula. Este análisis se refiere a los potenciales de membrana que se generan tanto en reposo como durante la acción en las células nerviosas y musculares.

1.POTENCIALES DE MEMBRANA:

Física básica de los potenciales de membrana:

Potenciales de membrana provocados por difusión:

“Potencial de difusión” producido por una diferencia de concentración iónica a los dos lados de la membrana o el resultado de la separación de cargas positivas y negativas a través de una membrana celular. Esta separación, cargas positivas en el exterior de la membrana de unacélula del sistema nervioso en reposo, es posible debido a que la bicapa lipídica actúa como una barrera para la difusión de los iones y da lugar a la generación de una diferencia de potencial. En la figura A la concentración de potasio es grande dentro de la membrana de una fibra nerviosa, pero muy baja fuera de la misma. Consideremos que en este caso la membrana es permeable a los iones potasio,pero no a ningún otro ion. Debido al gran gradiente de concentración de potasio desde el interior hacia el exterior hay una intensa tendencia a que cantidades adicionales de potasio difundan al exterior a través de la membrana. A medida que lo hacen transportan cargas eléctricas positivas hacia el exterior, generando de esa manera electropositividad fuera de la membrana y electronegatividad fueraen el interior debido a los aniones negativos que permanecen detrás y no difunden hacia afuera con el potasio. En un plazo de aproximadamente un milisegundo la diferencia de potencial en el interior y exterior, se denomina potencial de difusión, este se hace lo suficientemente grande como para bloquear la difusión adicional neta de potasio hacia el exterior, a pesar del elevado gradiente deconcentración del potasio. En la fibra normal del mamífero la diferencia de potencial necesaria es de aproximadamente -94 mv, con negatividad en el interior de la membrana de la fibra.

En la figura B muestra el mismo fenómeno que la figura A, pero esta vez con una concentración elevada de iones sodio fuera de la membrana y la concentración baja de sodio dentro. Estos iones con carga positiva. Estavez la membrana es muy permeable a los iones sodio y no a otro ion. La difusión de los iones sodio de carga positiva hacia el interior crea un potencial de membrana con potencial de membrana de polaridad opuesta al de la figura A, con negatividad en el exterior y positividad en el interior. El potencial de membrana se eleva en un plazo de milisegundos como para bloquear la ulterior difusión neta deiones sodio hacia el interior; esta vez la fibra nerviosa del mamífero tiene un potencial de aproximadamente -61 mv positivos en el interior de la fibra.

Así en las dos partes de la figura vemos que una diferencia de concentración de iones a través de una membrana puede, en condiciones adecuadas, crear un potencial de membrana.



Relación del potencial de difusión con la diferencia deconcentración: POTENCIAL DE NERNST:
El nivel del potencial de difusión a través de una membrana que opone exactamente a la difusión neta de un ion particular a través de la membrana se denomina potencial de Nernst para ese ion. La magnitud de ese potencial viene determinada por el cociente de las concentraciones de ese ion específico en los dos lados de le membrana. Cuanto mayor es el cociente,...