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Fisiología - Electrofisiología de la Membrana Celular
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Fisiología - Electrofisiología de la Membrana Celular
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FisiologíaFisiología
ELECTROFISIOLOGÍA DE LA
MEMBRANA CELULAR
Introducción ▪ Mientras que las corrientes eléctricas en un
▪ El voltaje es la diferencia de potencial alambre metálico son conducidas mediante el
eléctrico entre dos puntos; flujo de electrones, las corrientes eléctricas a
▪ El potencial eléctrico nos ayuda a describir la través de las membranas celulares son
fuerza y la dirección de las fuerzas que transportadas por los principales iones
motivan el flujo de carga eléctrica, según las inorgánicos de los líquidos fisiológicos: Ca2+,
fuerzas electrostáticas entre objetos Na+, K+, Cl- y HCO3-;
cargados; ▪ Los puntos relevantes en el espacio son el
▪ La fuerza electrostática describe la atracción interior y el exterior de una célula, que están
o repulsión entre partículas cargadas (iones), separados por una membrana impermeable a
que pueden tener cargas positivas (+) o las partículas cargadas;
negativas (-). Obedecen reglas simples: las
cargas opuestas (+ y -) se atraen, mientras que
las cargas similares (+ y +, o - y -) se repelen;
▪ Los iones no pueden fluir a través de esta
membrana sin la ayuda de tres clases únicas
de proteínas integrales de membrana: canales
iónicos, transportadores iónicos
electrogénicos y bombas iónicas
electrogénicas;
▪ Cuando existe una diferencia de carga entre ▪ Los iones pueden moverse a través de los
dos puntos en el espacio, A y B, por ejemplo, canales de la membrana y formar una
donde A es más positivo que B, un ion tendrá el diferencia de carga entre estos dos
potencial de moverse hacia A o B dependiendo compartimentos, lo que da como resultado un
de su carga. Por ejemplo: el potencial creado potencial (o voltaje) a través de la membrana.
por A y B haría que un ion cargado La impermeabilidad de la membrana permite
positivamente se mueva hacia B, la carga más mantener este voltaje. Esto es similar a la
negativa. Un ion cargado negativamente se acumulación de carga a través de un capacitor
movería hacia A, la carga más positiva. El en un circuito eléctrico.
voltaje nos dice la fuerza de esta diferencia de ▪ El potasio (K+) es el principal catión
potencial y se mide en voltios (V); intracelular y el sodio (Na+) predomina en el
líquido extracelular. En cuanto a los aniones,
los iones cloruro (Cl-) permanecen
principalmente en el líquido extracelular junto
con el Na+. Los iones fosfato y las proteínas
cargadas negativamente son los aniones
principales del líquido intracelular;
▪ El gradiente eléctrico entre los líquidos
intracelular y extracelular se conoce como
diferencia de potencial de membrana de
reposo o, simplemente, potencial de
membrana;
Medclases|1
, la coloca en una solución
de Na+ y Cl-. Tanto la
Potencial de Membrana: Es la diferencia de
potencial de ambos lados de una membrana que célula como la solución
separa dos soluciones de diferentes son eléctricamente
concentraciones de iones, como la membrana neutras.
celular que separa el interior y el exterior de la
célula.
Se inserta un canal de K+
▪ La diferencia de voltaje a través de la en la membrana. El K+ sale
membrana celular, o potencial de membrana de la célula debido a que
(Vm), es la diferencia entre el potencial hay un gradiente de
eléctrico en el citoplasma (Ψi) y el potencial concentración.
eléctrico en el espacio extracelular (Ψe);
El potencial de membrana
▪ El voltaje es una medida relativa, y los negativo atrae K+ de
neurocientíficos siempre usan el exterior de la vuelta hacia el interior
celda como "tierra" o punto de referencia para celular. Cuando el
medir el voltaje a través de la membrana. Por gradiente eléctrico
ejemplo, si el interior de la celda es 50 mV más contrarresta
negativo en comparación con el exterior de la exactamente el gradiente
celda, informaríamos que el voltaje es de –50 de concentración del K+, el potencial de reposo de la
mV; membrana es el potencial de equilibrio del K+.
Reemplazando el canal
de K+ por un canal de
Na+, el gradiente de
concentración de Na+
en esta célula
artificial es
contrarrestado
exactamente por un
▪ Los potenciales de reposo normales de las potencial de membrana de +60mV.
células musculares, las células cardíacas y las
neuronas oscilan aproximadamente entre -60 Potencial de difusión a través de una bicapa lipídica
y -90mV. Los potenciales de membrana de las plana que contiene un canal selectivo para el K+.
células del músculo liso se sitúan normalmente
en el rango de los -55mV, y el Vm del eritrocito
humano es escasamente de unos -9mV;
▪ Los potenciales de membrana dependen de
gradientes de concentración iónicos;
Potencial electroquímico
Una célula artificial cuya membrana es impermeable a
los iones contiene K+ y grandes proteínas aniónicas. Se
2 |Medclases
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