POTENCIALES

1. Defina: Potenciales

• Es la expresión de la energía que participa en la transferencia de una unidad de carga eléctrica. El gradiente generado provocará movimiento de la carga.

• Es la diferencia de potencial entre ambos lados de la membrana, se puede clasificar en Potencial en Reposo y de Acción.

2. Defina: Biopotenciales

• Es el voltaje producido por un tejido corporal como en el caso del tejido muscular durante la contracción.

• Genera un cambio de las cargas eléctricas (dentro y fuera de la membrana), por el gradiente de concentración de los iones.

3. Importancia de los biopotenciales

• Los biopotenciales serán la vía por donde células nerviosas y musculares transmitirán impulsos, creando el buen funcionamiento del organismo a nivel celular. Esto se dará a partir de un impulso que generará una respuesta por interacción de lo biológico y el medio.

• En células glandulares, ciliadas y macrófagos, los cambios locales en sus potenciales de membrana controlarán también funciones celulares importantes.

4. ¿Qué es un Potencial de Membrana en Reposo?

• Es aquel Potencial de una célula la cual no ha sido estimulada o que no está transmitiendo señales. Se dice que normalmente es de -90mV, pero también depende del tipo de célula la tratar.

• Va a depender de la difusión de los iones sodio y potasio y también de su bomba (por difusión activa primaria).

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5. Explique la importancia del PMR en un tejido excitable

• Radica en que puede llegar a convertirse en un PMA lo cual se usa para transmitir impulsos generando respuestas.

• Produce cambios en las cargas de las membranas, mejorando las respuestas.

6. Explique el origen del PMR.

• Se va a originar en la membrana celular, por los gradientes de sodio y potasio que son desiguales de tal manera que se genera una carga negativa al interior de la membrana.

En la imagen A se puede observar que el potencial de membrana solo está mediado por potasio. Este se va a encontrar en mayor proporción en el interior, por lo que su gradiente va a tender a salir por medio de los canales de fuga ubicados en la membrana. Si se aplica la ecuación de Nernst, su potencial sería de -94mV (el logaritmo de 35 es 1.54 que, multiplicado por –61mv, es igual a –94mv).

En la imagen B, el potencial de membrana está producido por la difusión de los iones sodio y potasio. A diferencia del potasio, el sodio se va a encontrar en mayor proporción en el exterior de la membrana por lo que tenderá a difundir al interior. Si se aplica la ecuación de Nernst al sodio nos dará +61mV. Además, sabiendo que los canales de fuga son mucho más permeables al potasio que al sodio, se aplica la ecuación de Goldman y se obtiene -86mV.

En la imagen C, el potencial estará producido también por la bomba de Na/K. Esta bomba es de tipo activa primaria puesto a que con la ayuda del ATP (energía) se van a bombear tres sodios al exterior y dos potasios al interior en contra de sus gradientes respectivos. Al transportar más cargas positivas al exterior, el interior se polariza de manera negativa y esto va a representar -4mV. Si se adiciona el potencial de la difusión de iones entonces su resultado será -90mV lo que será el valor aproximado del PMR.

7. Explique el porqué de la negatividad del PMR

• La negatividad del PMR se da porque el potasio que se encuentra en mayor cantidad en el interior de la membrana, saldrá por difusión y canales de fuga muy permeables a dicho catión (posee carga positiva). Por otro lado, el sodio (también catión) está en mayor cantidad en el exterior, pero los canales de fuga no son muy permeables a este tipo de ion en PMR. Dicho esto, se puede concluir que habrán más cargas positivas afuera de la célula, por lo que su interior será negativo.

• Adicionalmente, la bomba de Na/K al transportar 3 sodios al medio extracelular y 2 potasios al medio intracelular, también aportará a que más cationes estén fuera de la célula.

8. Importancia de la bomba de sodio potasio del PMR

• Como se había mencionado anteriormente, esta bomba va a mover tres sodios y dos potasios por transporte activo primario, habiendo más cargas positivas o cationes afuera de la célula. Esto generará parte de la diferencia de potenciales eléctricos en la membrana, polarizando el interior con cargas negativas de tal manera que se obtengan -4mV.

• Esta bomba también va a regular ambos iones de manera que se pueda hablar de homeostasis o equilibrio de ambos cationes, regresándolos a su lugar de alta concentración.

9. Explique el registro del PMR

• Una micropipeta llena de electrolitos se inserta en la membrana celular hasta el interior de esta. Posteriormente, se coloca un electrodo en el medio extracelular y se mide la diferencia de potencial con un medidor llamado voltímetro. Este último debe ser capaz de medir pequeños voltajes a pesar de la resistencia elevada al flujo eléctrico a través de la micropipeta. Debe poseer un electrodo de plata – cloruro de plata y la pipeta debe tener KCl.

10. Explique el Potencial de Difusión

• Es la difusión a favor del gradiente de concentración del ion (de mayor a menor), transportando su carga y dejando las opuestas. En la imagen se puede apreciar un ejemplo de Potencial de Difusión, donde en el lado (1) se encuentra NaCl y en el lado (2) el KCl y se sabe que la membrana es permeable al sodio solamente. Conforme pase el tiempo, el sodio se difundirá hacie el sitio (2) generando una diferencia de cargas, siendo el sitio (1) negativo y el (2) positivo.

11. Con ejemplos explique cómo se determina el PMR de un tejido excitable.

En el nervio y en el músculo, su PMR será aproximadamente entre -70mV a -90mV y el de las células epiteliales es de -30mV a -70mV. Esto se halla de la siguiente manera:

• Ecuación de Nernst: esta nos va a ayudar a encontrar el valor del potencial de solamente un ion, de manera que nos pueda servir en la segunda ecuación

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