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1.- Biopotenciales.

Se denomina biopotenciales a los potenciales eléctricos desarrollados por los sistemas vivos. El estudio de los fenómenos bioeléctricos fue iniciado por L. Galvani (1757 – 1798) por 1786, cuando demostró que las ancas de rana se contraen al ser estimuladas eléctricamente, concluyendo que los músculos generan electricidad. Para efectos didácticos, se han separado losdiversos mecanismos de transporte en compartimientos estancos, en realidad en la célula viva muchos de estos mecanismos coexisten temporal y espacialmente en la misma célula. El mejor ejemplo de coexistencia de mecanismos lo representa el potencial eléctrico de la célula viva o biopotencial. El biopotencial mejor estudiado es el denominado potencial de reposo, potencial de membrana o potencialestacionario (Es)

Figura 1.1
Potencial de reposo de una célula animal típica, en base a las concentraciones empíricamente obtenidas. Se representan los canales de reposo del Na+, K+, Cl-, la ATPasa Na+/K+ dependiente y el transportados de Cl-.

A la diferencia de potencial que existe, a través de la membrana, entre el interior y el exterior del citoplasma, se le denomina potencial de reposo(Figura 1.1). El mismo es una propiedad de la célula viva pues ha sido reportado en la célula microbiana, la animal y la vegetal1 y es abolido cuando la célula muere. El potencial de reposo tiene una magnitud que fluctúa entre -10 a -130 mV. En los animales su ámbito es más bien bajo, entre -10 y 100 mV, con promedio cercano a los -60 mV; en plantas, en cambio varía entre -110 a 130 mV.

1.1.-Determinación de los potenciales celulares.

Figura 1.2 Dos técnicas de mediación del potencial eléctrico de la célula. A la izquierda potencial determinado mediante el uso de microelectrodos y a la derecha mediante la injuria.

Los potenciales son medidos gracias al uso de un par de electrodos colocados en el exterior o el interior de las células excitables, que vía un preamplificador es derivadoa un osciloscopio. Sin embargo, si ambos electrodos son colocados sobre la superficie del tejido o la célula excitable, no se notará diferencia de potencial eléctrico pues ambos extremos tendrán la misma carga (Figura 1.2). En esta última situación, para que se pueda determinar diferencia eléctrica alguna es necesario que un extremo de la célula sea injuriada, notándose entonces la existencia deuna diferencia de potencial negativo de la parte injuriada con respecto a la no-injuriada; razón por la cual se llama a este potencial, potencial de injuria.

1.2.-Causas del potencial de reposo.

Cuadro 1.1
Algunos valores representativos de concentraciones iónicas intra y extracelulares (mM/L de agua) de algunos tejidos animales y de los potenciales de reposo que comportan.

Calamar (axóngigante) (a)
Músculo sartorio(Sapo) (a)
Ser Humano
(eritrocito) (a)
D. latifrons
(plasma) (b)

Intracel. Extracel.
Intracel. Extracel.
Intracel. Extracel.
Intracel. Extracel.
K+
344,0 10,0
136,0 2,5
136,0 5,0
34,0
Mg++
10,0 53,0
14,0 1,0
5,0 2,2

Ca++
3,5 450,05,0 2,0
0,0 5,0

Cl-
80,0 540,0
3,0 90,0
78,0 112,0
107,3
Na+
65,0 460.0
13,0 110,0
19,0 155,0
139,0
PR
-77 mV
-99 mV
-6 a -10mV

(a)Tomado de De Vore, 1972 (b) Villarreal et al, 1987.

El potencial de membrana se debe a restricciones que impone la membrana al libre flujo de iones,de manera que se establece una diferencia sostenida de concentración de cationes y aniones entre el líquido extracelular (LEC) y el líquido intracelular (LIC) (Figura 1.2 y Cuadro 1.1). Esta diferencia se establece pues la membrana en reposo es más permeable el ión K que a ningún otro ión, de manera que su tendencia a salir en respuesta a la diferencia de concentración y su tendencia a entrar...