TEMA 7. Potencial DE Membrana PDF

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TEMA 7. POTENCIAL DE MEMBRANA 1. CONCEPTOS PREVIOS 

Existencia de proteínas de membrana → canales iónicos y transportadores

El flujo de corriente hacia el exterior o el interior celular se controla por los canales iónicos insertados en la membrana celular

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Canales pasivos → abiertos siempre. Mantienen el potencial de membrana en reposo Canales activables → se abren y cierran en respuesta a señales. Regulados por: ~ Cambios en el potencial de membrana ~ Ligando ~ Estímulos mecánicos → estiramiento de la membrana ~ Canales TRP activados por temperatura

Movimiento iónico → depende del gradiente de concentración y del gradiente eléctrico

El gradiente electroquímico se utiliza para cuantificar la fuerzaque actúa sobre una moléculapara que difunda a través de la membrana. Tiene 2 componentes:  

Energía debida al gradiente de concentración,determinado por las distintas concentraciones intra y extracelulares Energía debida al gradiente eléctrico, determinado por la carga del ión

2. POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO La membrana celular separa las diferentes cargas entre el interior y el exterior de la célula. Esta separación de cargas genera una diferencia de voltaje denominada potencial de membranaen reposo; que se puede medir introduciendo electrodos en las células (su valor en células excitables es de -50mV, -70mV, -90mV…) Todas las señales eléctricas se originan a partir de cambios breves en el potencial de membrana debidos a alteraciones en el flujo de corriente eléctrica que atraviesa la membrana celular

3. POTENCIAL DE EQUILIBRIO La selectividad global de una membrana para los distintos iones viene determinado por la permeabilidad relativa de los distintos tipos de canales que contiene El ejemplo más sencillo es el de las células gliales → la mayoría de los canales pasivos de su membrana celular son sólo permeables al K+, luego la membrana celular en reposo de la célula es solo permeable al K+ Como consecuencia de esto, el valor del potencial de equilibrio de membrana es igual al del equilibrio del K+ 1

3.1 ECUACIÓN DE NERNST En el ejemplo en que la membrana de una célula sea únicamente permeable a una especie iónica (K+) el potencial de membrana es igual al potencial de equilibrio de esa especie iónica En el caso del K +, su gradiente de concentración favorece su salida de la célula, pero según su gradiente eléctrico, el ión tiende a entrar a la célula. El equilibrio se alcanzará cuando ambas corrientes iónicas se igualen → variación de energía libre (I) = 0 La ecuación de Nernst mide a qué valor de potencial de membrana se llega al equilibrio de la corriente de solutos

Fz → cte. de Faraday;Z → carga del ión; mv → mV (mili voltios); Eión → potencial eléctrico al cual el ión está en equilibrio

Si Eión = -90mV , quiere decir en ese potencial de membrana, el flujo de K + hacia dentro, será igual que hacia fuera

4. POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO – NEURONA El potencial de membrana (Vm) en reposo de una neurona es de -70mV, que no coincide con ningún valor del potencial de Nerst de ningún ión específico, lo que significa que NO hay canales/poros para un solo ión, sino para muchos En condiciones de reposo, los canales activables para los distintos iones están cerrados, por lo que el potencial de membrana lo crean los poros de Na+ y K+ (permanentemente abiertos) En los tejidos excitables, como las neuronas o células musculares , el valor de Vm puede cambiar gracias a la presencia de los canales activables de Na+ y K+ 4.1 ECUACIÓN DE GOLDMAN – HODGKIN – KATZ Para calcular el potencial de membrana de las células hay que tener en cuentamás factores de los que se presentan en la Ecuación de Nerst, ya que está determinado por el flujo de iones de Na+y K+ La Ecuación de Goldman–Hodgkin–Katz sirve para calcular el potencial de membrana: P → permeabilidad (cte)

Cuanta mayor sea la permeabilidad de uno de los solutos, el potencial de membrana (Vm) tiende a acercarse al valor de su potencial de equilibrio determinado Eión

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Si aumenta la permeabilidad del K+, el Vm tiende a -90mV, y si aumenta la permeabilidad del Na+, el Vm tiende a +60mV 1.1 CORRIENTE DE IONES A TRAVÉS DE LA MEMBRANA Los canales pasivos de las neuronas son permeables a diferentes especies iónicas La corriente (Ii) generada por el movimiento iónico a través de la membrana depende de la fuerza electromotriz (Vm–Eión) para ese ion y de la conductancia (gi) del canal A demás, la conductancia viene determinada por el nº de canales iónicos en la membrana y por el tiempoque cada canal está abierto. ~ La corriente del K+ es positiva en reposo → el ión tiende a salir de la célula ~ La corriente del Na+ es negativa en reposo →el ión tiende a entrar a la célula

5. BOMBA Na+- K+ ATPasa Para mantener el potencial de membrana de una célula la separación de las cargas a través de la membrana ha de ser mantenida de maneraconstante. Esto se da gracia a la bomba Na+-K+ ATPasa

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