06- EL POTENCIAL DE MEMBRANA

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BASES FÍSICAS DE LOS FENÓMENOS BIOELÉCTRICOS
EL POTENCIAL DE MEMBRANA
EL POTENCIAL DE ACCIÓN
POTENCIALES DE MEMBRANA
Normalmente hay potenciales eléctricos a través de las membranas en todas las células. De las cuales:
Las células nerviosas y musculares son AUTOEXCITABLES 
Es decir, son capaces de autogenerar impulsos electroquímicos 
En sus membranas, y en muchos casos, de transmitir señales a lo largo de las mismas. 
POTENCIALES DE MEMBRANA CREADAS POR DIFUSIÓN
 Na+ 
[ Na +] intracelular > [ Na ] extracelular = difunde = > cargas + intracel = pero, luego la difusion se frena por esas cargas (+) = POTENCIAL DE NERNST
Cuando el potencial de membrana es generado por la por difusión de diferentes iones (por diferente permeabilidad a la membrana)
Depende de: 
* polaridad de la carga eléctrica de cada ión.
* permeabilidad de la membrana para cada ión.
* [ ] de cada uno de los iones en el int-ext celular.
Esos iones son:Na+ K+ Cl- 
 Desarrollan potenciales de membrana en membranas de células neuronales, musculares y nervios de conducción.
El gradiente de [ ] de cada uno a través de la membrana determina el VOLTAJE del potencial de membrana
La permeabilidad de los canales de Na y K sufren cambios durante la conducción del impulso nervioso. Mientras que los canales de Cl. no cambian, por lo tanto los cambios de permeabilidad para Na y K son importantes para la: TRANSMISIÓN DE LA SEÑAL A LOS NERVIOS.
Potencial de reposo en la membrana de la célula nerviosa
De reposo: cuando no están transmitiendo señales = - 90 Mv 
Es producido por: 
DIFUSIÓN PASIVA DEL K: a través de un canal proteico = - 94 Mv 
DIFUSIÓN PASIVA DEL Na: a través de canales proteicos pero con menos permeabilidad que el K = + 61 Mv 
La combinación de ambos genera un POTENCIAL NETO de – 86 Mv. Donde la bomba de sodio y potasio es:
BOMBA Na-K: Saca 3 Na+ y mete 2 K = - 90 Mv
EL POTENCIAL DE ACCIÓN
Permite transmitir señales nerviosas en las células nerviosas que Son cambios rápidos del potencial de membrana = y que se desplaza a lo largo de la fibra nerviosa. 
ETAPAS: 
REPOSO: la membrana está POLARIZADA con – 90 MV 
DESPOLARIZACIÓN: > permeab Na - entra Na a la cel - se positiviza el interior de la celula (porque el potencial de membrana disminuye a -50-70 Mv y se abren canales de Na por VOLTAJE) 
REPOLARIZACION: < permeab K = sale K al ext = se negativiza el interior celular nuevamente. 
GRADIENTE ELECTROQUÍMICO
El gradiente electroquímico es debido a que el número de iones (partículas cargadas) del líquido extracelular es muy diferente del líquido intracelular. En el líquido extracelular los iones más importantes son el Na+ y el Cl-, mientras que en el interior de la célula predomina el K+ y fosfatos orgánicos aniónicos. Como resultado de esto, existe una diferencia de potencial eléctrico a través de la membrama (potencial de membrana) que se mide en voltios. El voltage en las células vivas es de -20 a -200 mV (milivoltios), representando el signo negativo que el interior es más negativo que el exterior. En algunas condiciones especiales, algunas células pueden tener un potencial de membrana positivo .
ECUACIÓN DE NERST
Permite calcular la diferencia de potencial que se obtendrá si a ambos lados de una membrana, tanto si existiera una diferencia de concentración para un ión dado como si éste se encontrara en equilibrio electroquímico.
En otras palabras , es el potencial que se debe aplicar para que no haya flujo neto de iones en presencia de un gradiente electroquímico, por lo tanto es el potencial eléctrico que se necesita para equilibrar un gradiente químico.
 V1 – V2 = - R . T 2,303 log K 1
 z.F K 2
 
 
Ejemplo
 Cuál es el potencial de Nerst para el ión potasio en un glóbulo rojo.Si consideramos que la concentración de K+ intracelular es 150 mEq y la del medio extracelular es 5 mEq .
Datos
K1=5mEq=0,005Eq
K2=150 mEq =0,15 Eq
F=96500 Cb
R=8,31J/molK
z=+1
T=270C+273=300K
V1 - V2= - 8,31J/mol.K .300K . 2,303 . log 0,005
 +1. 96500 Cb 0,15
V1 –V2 = - 0,0595 . – 1,477
V1 – V2 = 0,088 Volts = 88 mV
RESISTENCIAS Y CONDUCTANCIAS
En un circuito las resistencias pueden asociarse tanto en serie como en paralelo.
En una asociación en serie toda la corriente que pasa por una de ellas pasa por la otra. 
 R1 R2
La Resistencia total es:
 Rt=R1 + R2 
La intensidad de corriente será dada por:
It=V/Rt It=I1=I2… 
La d.d.p.
V1=I1.R1
V2=I2.R2
V3=I3.R3
Vt=V1+V2+V3…
En una asociación en paralelo
 R1 R2 
La Resistencia total es
1 = 1 + 1 +….
Rt R1 R2
La intensidad de corriente es 
It = V/R It=I1+I2+…
I1=V/R1
I2=V/R2
La d.d.p.
Vt=I .R
Vt=V1=V2=… 
EJEMPLOS
1-Dada tres resistencias asociadas en serie, donde
cada resistencia tiene un valor de 200 ohm y están 
conectadas a un potencial de 6 volts.
Determinar:
a)Resistencia total
b)Intensidad de corriente
c)Potencial de cada capacitor
Rt=R1+R2+R3
Rt=200+200+200=600 ohm
It=V/R
It=6/600=0,01A
V1=It.R1 V2=0,01.200=2V
V1=0,01.200=2V V3=0,01.200=2V
Dada una asociación de tres resistores en paralelo,
Donde cada una tiene un valor de 100 Ohm, 
conectados a 10 Volts. Determinar:
a)Resistencia total
b)Intensidad de corriente
1 = 1 + 1 + 1 
Rt R1 R2 R3
1 = 1 + 1 + 1 = 3
Rt 100 100 100 100
Rt=100/3= 33,3ohm
I=V/R
I=10/33,3
I=0,3A
I1=10/100=0,1 A
I2=10/100=0,1 A
I3=10/100=0,1 A