SOLUCIONARIO-Examen parcial_2023-I

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Examen parcial – Principios de Fisiología 
Nombre: _________________________________________ Fecha: 08/05/2023 
 
 
1. (2 pts.) Calcule la diferencia de potencial eléctrico (e indique su dirección) para el 
siguiente caso: 
 
La solución I contiene 100 mMol/L de KCl y la solución II contiene 10 mMol/L de KCl. La 
membrana entre I y II es permeable al K+ únicamente. 
 
 
 
Dirección: de I a II. El flujo de iones de I a II hace que el lado II se torne más positivo, 
impidiendo el flujo de iones K+. 
 
2. Usted se encuentra realizando experimentos con una neurona de calamar gigante que 
posee una población única de canales iónicos de fuga (“leak”). Dichos canales son 
catiónicos con permeabilidad solo para Na+ y K+. Las concentraciones de iones 
permeables a cada lado de la membrana son las siguientes: 
 
 
 
 
 
 
 
a) (1 pt.) Si el potencial de membrana en reposo es -63 mV, calcule la relación gNa/gK 
para los canales de fuga (utilizar conductancias y no permeabilidades). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) (1 pt.) Considerando que la neurona es esférica con un diámetro de 200 µm, la 
conductancia de fuga de su membrana es de 0.3 mS/cm2, y que la conductancia de 
un canal iónico individual es de 10 pS, calcule la densidad promedio de canales de 
fuga en la membrana, expresado en número de canales por µm2. 
 
 
 
3. A continuación, se presentan los datos correspondientes al alga marina Chaetomorfa. 
El fluido extracelular es agua de mar. El plasmalema (membrana celular externa) 
separa el exterior del citoplasma. Una segunda membrana (el tonoplasto) separa el 
citoplasma de la vacuola. En este problema suponemos que los únicos iones pequeños 
son los recogidos en la lista siguiente: 
 
ión Vacuola []i, 
mM 
Citoplasma []i, 
mM 
Extracelular []i, 
mM 
V Nernst 
(plasmalema), 
mV 
V Nernst 
(tonoplasto), 
mV 
K+ 530 425 10 ? -5.5 
Na+ 56 50 490 +57 ? 
Cl- 620 30 573 -74 +76 
 
a) (2 pts.) La tabla muestra algunos potenciales de Nernst a través de las dos 
membranas. Complete los que faltan. 
 
Plasmalema: VK+ = 58.5 log (10mM/425mM) = -95.26mV 
Tonoplasto: VNa+ = 58.5 log (50mM/56mM) = -2.88mV 
 
b) (3 pts.) La diferencia de potencial medida a través de la membrana del 
tonoplasto vale +76mV. ¿Qué iones deben ser bombeados activamente a través 
de la membrana del tonoplasto y en qué direcciones? 
 
Em – EK+ = +76mV – (-5.5mV) = +81.5mV (difunde pasivamente de vacuola a 
citoplasma) 
 
Em – ENa+ = +76mV – (-2.88mV) = +78.88mV (difunde pasivamente de vacuola a 
citoplasma) 
 
Em – ECl- = +76mV – (76mV) = 0mV (no hay flujo de iones) 
 
Rpta. No hay bombeo activo de iones a través de la membrana del tonoplasto. 
 
 
 
 
4. (3 pts.) Imaginemos que la membrana del axón en reposo como un condensador, una 
capa aislante que separa cargas y produce por lo tanto la diferencia de potencial en 
reposo de la membrana. ¿Qué carga por unidad de área debe atravesar la membrana 
para descargar el condensador (es decir, para que el potencial pase de -60mV a 0)? 
 
q = C x ΔV 
 
q = (10-6 F/cm2)(60mV) 
 
q = (10-6 F/cm2)(6 x 10-2V) = 6 x 10-8 C/cm2 
 
5. (3 pts.) Considere una neurona esférica con un diámetro de 20 µm y un potencial de 
reposo de -70 mV. Si la negatividad neta al interior celular (el “exceso de aniones”) se 
encontrará distribuida uniformemente en la totalidad del volumen celular, ¿cuál sería 
la concentración de dichos iones? Asuma que los iones son univalentes y que la 
capacitancia de la membrana es standard 1 µF/cm2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. (5 pts.) Estamos en 1986 y usted ha desarrollado la técnica de patch clamp. En su 
primer experimento obtuvo los siguientes datos: 
 
 
¿Qué información proveen los resultados sobre el canal iónico de esta grabación? 
Explique su respuesta. 
 
Si colocaron algo similar lo descrito a continuación, han recibido puntaje (total o 
parcial): 
 
- La deflexión descendente de la corriente indica que se trata de una corriente de 
entrada. 
- El tiempo durante el cual un canal está abierto varía en duración, algunos están 
abiertos por un tiempo corto mientras que otros están abiertos por un período de 
tiempo más largo. 
- Cada respuesta tiene dos estados: abierto o cerrado. Esto se muestra por la rápida 
subida y caída de los registros. 
- Los tres primeros registros muestran que ha pasado la misma cantidad de 
corriente. La cuarta despolarización sugiere que se han abierto simultáneamente 
dos canales, ya que el tamaño es el doble del tamaño de los tres primeros. 
- Este canal podría ser un canal de sodio o de calcio. También podría ser un canal de 
cloruro, ya que una corriente entrante no siempre significa una corriente de 
cationes.