trabajo biofisica 1

I. Ecuación de Nernst:

El gradiente de difusión depende de la diferencia de la concentración del ion; por ende, el valor del potencial de equilibrio debe depender de la proporción de las concentraciones del ion en los dos lados de la membrana. La ecuación de Nernst permite calcular este potencial de equilibrio teórico para un ion particular cuando se conocen sus concentraciones. La formasimplificada que sigue de la ecuación es válida a una temperatura de 37 °C

Note que, usando la ecuación de Nernst, el potencial de equilibrio para un catión tiene un valor negativo cuando Xi es mayor que Xo. Si se sustituye X por K+, de hecho éste es el caso. Como un ejemplo hipotético, si la concentración de K+ fuera 10 veces más alta dentro en comparación con fuera de la célula, el potencial deequilibrio sería de 61 mV (log 1/10) =61 × (−1) = −61 mV. En realidad, la concentración de K+ dentro de la célula es 30 veces mayor que en el exterior Esto significa que un potencial de membrana de 90 mV, con el interior de la célula negativo, se requeriría para evitar la difusión de K+ hacia afuera de la célula. Tal es la razón por la cual el potencial de equilibrio para el K+ (EK) se dio como −90 mVen la exposición previa de los potenciales de equilibrio. Si se calcula el potencial de equilibrio para Na+, deben usarse valores diferentes. La concentración de Na+ en el líquido extracelular es de 145 meq/L, mientras que su concentración dentro de las células es de 5 a 14 meq/L. Así, el gradiente de difusión promueve el movimiento de Na+ hacia la célula y, para oponerse a esta difusión, elpotencial de membrana tendría que tener una polaridad positiva en el interior de la célula. Esto es de hecho lo que la ecuación de Nernst proporcionaría. Así, usando una concentración intracelular de Na+ de 12 que meq/L, (150 meq/L en el interior en comparación con 5 meq/L en el exterior). Así,

Esto significa que un potencial de membrana de 90 mV, con el interior de la célula negativo, se requeriríapara evitar la difusión de K+ hacia afuera de la célula. Tal es la razón por la cual el potencial de equilibrio para el K+ (EK) se dio como −90 mV en la exposición previa de los potenciales de equilibrio. Si se calcula el potencial de equilibrio para Na+, deben usarse valores diferentes. La concentración de Na+ en el líquido extracelular es de 145 meq/L, mientras que su concentración dentro de lascélulas es de 5 a 14 meq/L. Así, el gradiente de difusión promueve el movimiento de Na+ hacia la célula y, para oponerse a esta difusión, el potencial de membrana tendría que tener una polaridad positiva en el interior de la célula. Esto es de hecho lo que la ecuación de Nernst proporcionaría. Así, usando una concentración intracelular de Na+ de 12 que meq/L,
Esto significa que para evitar ladifusión de Na+ hacia la célula se requeriría un potencial de membrana de 66 mV, con el interior de la célula positivo. Tal es la razón por la cual el potencial de equilibrio para el Na+ (ENa) se dio como +66 mV en la exposición anterior de los potenciales de equilibrio. (1)
II. Ecuación de Goldman:

Cuando una membrana es permeable a varios iones diferentes, el potencial de difusión que se generadepende de tres factores: 1) la polaridad de la carga eléctrica de cada uno delos iones; 2) la permeabilidad de la membrana (P) a cada uno de los iones, y 3) las concentraciones (C) de los respectivos iones en el interior (i) y en el exterior (e) de la membrana. Así, la fórmula siguiente, que se denomina ecuación de Goldman o ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz, da el potencial de membrana calculado enel interior de la membrana cuando participan dos iones positivos univalentes, sodio (Na1') y potasio (K+), y un ion negativo univalente, cloruro (CL ).

Estudiemos la importancia y el significado de esta ecuación. En primer lugar, los iones sodio, potasio y cloruro son los iones más importantes que participan en la generación delos potenciales de membrana en las fibras nerviosas y musculares,...