Potenciales de membrana Flashcards
El sistema busca alcanzar un estado de
mínima energía libre o máxima entropía
el inicio de los gradientes es la consecuencia de los sistemas a alcanzar
la máxima entropía
Hay una diferencia de concentración donde se establece un
gradiente químico
El catión es impulsado por un
gradiente químico desde mayor hacia menor, por lo que debe seguir un proceso de disipación del gradiente químico
Al pasar un catión se establece un gradiente eléctrico, ya que
hay un exceso de carga positiva en el lado derecho en comparación con el lado izquierdo
Se crea un gradiente que promueve el flujo de cationes en la dirección en sentido … respecto al gradiente químico
contrario
Como consecuencia de esto, mientras mayor el número de cationes de derecha a izquierda
aumenta el gradiente químico
Como los 2 gradientes impulsan los cationes en sentido contrario, en principio se espera alcanzar un
equilibrio entre gradientes
A medida que fluyen iones (cationes) a favor de su gradiente químico se genera un gradiente eléctrico en dirección
contraria al gradiente químico
La fuerza química que promueve por difusión los iones desde el exterior al interior se encuentra con una fuerza similar con la que los iones
quieren regresar desde el interior hacia el exterior
En el equilibrio las fuerzas se igualan en magnitud y el flujo neto de iones es
0
Los gradientes no son disipados, sino que se mantiene, pero el flujo total es
0
Se alcanza un estado estacionario con condiciones que
no varían
La función que describe la situación en el equilibrio es la ecuación de nernst, esta función dice que
en el equilibrio, la diferencia de potencial generada a través de la membrana es proporcional al gradiente de concentración del ion que es permeable a ella
Mientras mayor sea la diferencia de concentración
mayor será el potencial de equilibrio necesario para contrarrestar la diferencia de concentración
Con 1 solo ion permeable, entendemos que el potencial que se alcanza es el potencial de equilibrio de ese ion, y en condiciones donde solo 1 ion es permeable se esperaría que el potencial de membrana fuese
idéntico al potencial de equilibrio de ese ion en la magnitud proporcional a la diferencia de concentración
si el potencial de equilibrio es negativo o positivo depende de
las valencias del ion, dependerá de si el flujo de la diferencia de concentración tiene que ver con impulsar un ion positivo o negativo hacia el interior o exterior de la célula
Cuando un ion está distribuido diferencialmente en el interior y exterior de la célula, los iones son impulsados por
el gradiente químico a favor de este gradiente, yendo desde lugares de mayor concentración a menor concentración
Si solo un ion es permeable, establece un potencial eléctrico que se compensaba equitativamente con el
gradiente químico, estableciendo un estado estacionario donde se observa un potencial eléctrico
El potencial eléctrico era denominado el
potencial de equilibrio de este ion
electroneutralidad
En una célula hay muchos iones diferentes que en conjunto generan una carga neutra, ya que es una propiedad de todas las células
El sodio tiene mayor concentración en
el exterior que en interior de casi 3 veces
El potasio está más concentrado en
el intracelular que en el extracelular
Si cada uno de los iones estuviera exclusivamente distribuido o fuera el único ion permeable, la expectativa es que el potencial de membrana
debiera corresponder al potencial de equilibrio
Como el sodio tiene mayor concentración en el exterior, la expectativa es que el potencial de equilibrio fuera
positivo, y por lo tanto fuera el único ion permeable, el potencial de membrana debería estar en un valor idéntico al valor de equilibrio del sodio
Si consideramos que solo el potasio es permeable, el potasio está más concentrado en el interior, por lo que la expectativa sería que el potencial de equilibrio del potasio fuera
el mismo de la membrana, este debería ser negativo, y algo parecido ocurre con el cloruro
el potencial de membrana debería llegar a un valor intermedio de todos los potenciales de equilibrio, porque todos están contribuyendo igualmente, pero no necesariamente ocurre así, ya que
a permeabilidad a distintos iones está dada por la presencia de proteínas integrales de membrana llamadas canales iónicos
canales iónicos, y le dan a la membrana una
permeabilidad diferencial a los iones
Si una célula fuera únicamente permeable al potasio, la expectativa sería que el potencial de membrana fuera
idéntico al potencial de equilibrio del potasio, y normalmente está cerca porque el potasio es el ion más permeable de la mayoría de las células
El valor del potencial de membrana típico no es idéntico al de potasio, porque
también hay otros iones permeables
El sodio es un ion permeable, pero en condiciones normales mucho menor que el potasio, por lo que el valor del potencial de membrana está relativamente cerca del
potencial de equilibrio del potasio, pero no al mismo valor, ya que el sodio tiene una pequeña contribución
No es solo la diferencia de concentración y los potenciales de equilibrio los que contribuyen al valor de potencial de membrana, sino que contribuye de manera importante la
permeabilidad
Vm
potencial eléctrico de una membrana depende de las diferencias de concentración de potasio, sodio y cloruro, y la permeabilidad relativa de estos iones
Si las permeabilidades relativas de otros iones cambian el potencial de membrana, entonces el potencial de membrana del principio
también debería cambiar
La ecuación nos sugiere que un mecanismo para cambiar el potencial de membrana puede tener que ver con el cambio de
la permeabilidad
el potencial de membrana está dado por 2 factores, que es la diferencia de
concentración y la permeabilidad para cada ion
Mientras mayor sea la diferencia de concentración para un ion permeable, mayor será el valor del potencial de equilibrio, y, por lo tanto
su contribución al potencial de membrana dependerá de su permeabilidad
El potencial eléctrico de membrana es un
estado estacionario, no un equilibrio
ninguno está en equilibrio
Durante el estado estacionario de reposo donde el potencial de membrana se mantiene un cierto tiempo, ninguno de los iones está en equilibrio, es decir
en reposo hay flujo permanente de iones sodio, de potasio y de cloruro
hay otras proteínas que mantienen estos gradientes utilizando fuentes de energía, como
la bomba Na-K ATPasa que mantiene estos gradientes
