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¿Qué es el potencial de membrana y qué lo determina?
El potencial de membrana es una diferencia de potencial eléctrico que se genera a través de la membrana celular cuando los iones pasan a favor de su gradiente de concentración. Está determinado por las concentraciones iónicas a cada lado de la membrana y por la permeabilidad de la membrana a cada ion.
¿Cuáles son los principales iones involucrados en el potencial de membrana y sus concentraciones típicas en humanos?
Los principales iones son: Na+ (12 mM intracelular, 145 mM extracelular), K+ (140 mM intracelular, 4 mM extracelular), Ca++ (100 nM intracelular, 1.5 mM extracelular) y Cl- (4.2 mM intracelular, 123 mM extracelular).
¿Qué es el potencial de equilibrio y cómo se calcula?
El potencial de equilibrio es el estado donde el flujo neto de iones es cero, cuando el gradiente químico se equilibra con el potencial eléctrico generado. Se calcula usando la ecuación de Nernst, que considera la temperatura, valencia del ion y las concentraciones intra y extracelulares.
¿Por qué se dice que la membrana celular está polarizada?
La membrana está polarizada porque existe una diferencia de carga entre el interior y el exterior celular, siendo el interior más negativo que el exterior. En reposo, este valor es aproximadamente -70 mV.
¿Qué papel juegan los canales iónicos en el potencial de membrana?
Los canales iónicos son proteínas transmembranales que permiten el paso selectivo de iones a favor de su gradiente electroquímico. La permeabilidad de la membrana a diferentes iones está determinada por la presencia y estado (abierto/cerrado) de estos canales.
¿Cuál es la función de la bomba Na+/K+ ATPasa?
La bomba Na+/K+ ATPasa mantiene el gradiente de concentración de Na+ y K+ transportando activamente 3 iones Na+ hacia fuera y 2 iones K+ hacia dentro de la célula, utilizando la energía de una molécula de ATP.
¿Por qué es importante la temperatura en el potencial de membrana?
La temperatura afecta directamente el potencial de membrana según la ecuación de Nernst, ya que influye en la energía cinética de los iones y por tanto en su movimiento a través de la membrana.
¿Qué es la ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz y para qué se usa?
Es una ecuación que modela el potencial de membrana en reposo considerando la permeabilidad relativa de la membrana a diferentes iones (K+, Na+ y Cl-). Es más precisa que la ecuación de Nernst para describir el potencial de membrana real.
¿Cuál es la permeabilidad relativa de la membrana al Na+ y Cl- respecto al K+?
La permeabilidad relativa del Na+ es 0.04 y del Cl- es 0.45 respecto al K+, lo que significa que la membrana es más permeable al K+ que a los otros iones.
¿Cómo afecta un aumento en la concentración extracelular de Na+ al potencial de membrana?
Según la ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz, un aumento en la concentración extracelular de Na+ hace el potencial de membrana más positivo, aunque el efecto es pequeño debido a la baja permeabilidad relativa al Na+.
¿Por qué es importante mantener las diferencias de concentración iónica a través de la membrana?
Estas diferencias son esenciales para mantener el potencial de membrana necesario para la función celular, especialmente en neuronas donde es crucial para la señalización eléctrica.
¿Qué sucede con el potencial de membrana si aumenta la permeabilidad al K+?
Al aumentar la permeabilidad al K+, el potencial de membrana se hace más negativo, acercándose al potencial de equilibrio del K+ (-94 mV a temperatura corporal).
¿Cómo afecta la temperatura al potencial de equilibrio?
Un aumento en la temperatura incrementa el valor absoluto del potencial de equilibrio, según la ecuación de Nernst, donde T (temperatura) aparece en el numerador.
¿Qué ocurre si la concentración extracelular de K+ iguala a la intracelular?
El potencial de equilibrio para el K+ se volvería cero, ya que el logaritmo de 1 (razón de concentraciones igual) es 0, alterando significativamente el potencial de membrana.
¿Por qué se necesita transporte activo en la membrana celular?
El transporte activo, como la bomba Na+/K+ ATPasa, es necesario para mantener los gradientes de concentración iónica contra sus gradientes electroquímicos, lo cual es esencial para la función celular.
