Todas las células tienen un potencial de membrana. Sin embargo, solo cierto tipo de células, incluyendo las células nerviosas (neuronas) y musculares(miocitos), tienen la habilidad para generar cambios en sus potenciales de membrana. Colectivamente estas células son llamadas células exctitables. El potencial de membrana de una célula excitable en estado de reposo (sin excitación) es llamado el potencial de reposo, y un cambio en el potencial de reposo resultará en impulso eléctrico activo.
¿En el pico del gráfico, la concentración de Na fuera de la célula es mayor que en el interior? Sí, debido a que deber sobrepasar la fuerza eléctrica en la dirección opuesta.
¿Cuaándo es la concentración de Na+ mayor dentro de la célula? En el pico, asumiendo que el canal de Na+ se cierre inmediatamente, entonces será mayor que en 3. Si aún hay paso de Na+, entonces 3 es el máximo (V o F)
2. Fase de umbral: Na (Get inside, la membrana se hace permeable al Na) Canal de Na abierto: -50mV y -65mV(Neurona)
3. Fase de despolarización del potencial de acción: Na(Get Inside) Otro canal Na abierto: 30mV
4. Fase de repolarización del potencial de acción:Ka(Get Outside) Canal K Abierto, Canales Na Cerrados(activados por voltaje). Acción de la Bomba ATPasa-Na-K
5. Suboscilación: Ka(Get Outside) Canal K Abierto, Canales Na Cerrados. -90mV
6. Fase de reposo: Alcanza el Voltaje de reposo -70mV
El potencial de acción es un cambio brusco y transitorio del potencial de membrana en reposo. En unos milisegundos el potencial se invierte de negativo(-70mV a -90mV) a positivo para posteriormente regresar al potencial de reposo.
Fases del potencial de acción:
a) Despolarización: El potencial se eleva en dirección positiva, primero gradualmente hasta un umbral y luego de forma brusca, llegando a invertirse. El pico de potencial invertido (positivo) se llama exceso o sobretiro.
b) Repolarización: el potencial cae rápidamente en dirección negativa hacia el potencial de reposo.
c) Hiperpolarización postpotencial: el potencial se sitúa transitoriamente en valores ligeramente más negativos que el de reposo.
Base iónica del potencial de acción.
En los cambios del potencial de acción intervienen canales de membrana con puertas de voltaje.
a) Canales de Na+. Se abren al inicio de la despolarización y se cierran al final, cuando comienza la repolarización.
b) Canales de K+ . Se abren desde el inicio de la repolarización hasta el final de la hiperpolarización.
La conductancia (g) o permeabilidad es la facilidad con que los iones fluyen a través de la membrana. Los cambios en el potencial de membrana durante el potencial de acción se deben a cambios selectivos en la conductancia de la membrana para Na+ y K+ y la variación resultante en la proporción entre las conductancias para ambos iones. El predominio de la conductancia para uno de los dos iones arrastra el potencial de membrana hacia el potencial de equilibrio (potencial de Nerst) de dicho ion.
a) Durante la fase de reposo la conductancia para el K+ es 100 veces mayor que para el Na+.
b) El incremento brusco de la conductancia para el Na+ (activación de canales Na+), que llega a ser 3000 veces mayor que la del K+ , produce la entrada masiva de Na+ y la consiguiente fase de despolarización.
c) La reducción brusca de la conductancia para el Na+ (inactivación de canales Na+) junto con el incremento de la conductancia para el K+ (activación de canales K+) producen la salida neta de cargas positivas y la consiguiente fase de repolarización.
d) El mantenimiento de la conductancia elevada para el K+, 1000 veces mayor que la conductancia normalizada para el Na+, produce la fase de hiperpolarización.
e) La normalización de ambas conductancias (ambos canales en reposo) produce el regreso al potencial de reposo.
1. Potencial de reposo.
2. Estímulo despolarizante.
3. La membrana se despolariza al llegar al umbral. Se abren los canales de Na+ voltaje-dependientes y el Na+ ingresa. Los canales de potasio comienzan a abrirse lentamente.
4. La rápida entrada de Na+ despolariza la célula.
5. Se cierran canales de Na+ y se abren lentamente los de K+.
6. El K+ sale hacia el fluido extracelular.
7. Los últimos canales de K+ se abren y el ion sale, provocando la hiperpolarización.
8. Cierre de los canales de K+ voltaje dependientes y algunos iones de K+ ingresan a la célula a través de canales. Acción de la bomba Na+ /K+.
9. La célula retorna a su estado de reposo, recuperando su potencial de reposo.
Canales:
De Sodio Na
a los -55 mV que se denomina nivel de descarga, voltaje en el cual se abren los canales de sodio permitiendo la entrada masiva del ión (canal tipo compuerta de voltaje), de manera que el voltaje del medio intracelular se va acercando a cero o sea se provoca una despolarización
De potasio K
Bombas:
Sodio-Potasio Na-K, retorna a la membrana a su estado de reposo en -70mV.
El hecho de que la bomba sodio-potasio desplace tres iones sodio hacia el exterior por cada dos iones potasio que desplaza hacia el interior significa que se desplaza una carga positiva neta desde el interior de la célula hasta el exterior en cada ciclo de bombeo. Esto genera positividad en el exterior de la célula, aunque deja un déficit de iones positivos en el interior de la célula; es decir, produce negatividad en el interior. Por tanto, se dice que la bomba sodio-potasio es electrógena porque genera un potencial eléctrico a través de la membrana celular. Ese potencial eléctrico es requisito básico en las fibras nerviosas y musculares para transmitir señales nerviosas y musculares. la acción de la bomba Na+-K+ ATP asa permite alcanzar nuevamente el potencial de reposo. Regionalmente, después de un potencial de acción, la posición relativa de los iones sodio y potasio está invertida, la acción de la bomba sodio-potasio restituye las posiciones originales. Mientras se conduce un potencial de acción obviamente no puede conducirse otro, y un estímulo en este período no origina un nuevo potencial de acción (período refractario absoluto).
Osmosis:
Presión osmótica:
Molaridad:
En moléculas grandes como la glucosa no hay disociación y la molaridad es igual a la osmolaridad.
La Molaridad (M) o Concentración Molar es el número de moles de soluto que están disueltos en un determinado volumen.
La Molaridad de una disolución viene determinada por la siguiente fórmula:
Molaridad (M) =
| n (nº de moles de soluto) |
·
|
| Volumen de disolución . |
La Molaridad se expresa en las unidades (moles/litro).
Molalidad:
La Molalidad (m) o Concentración Molal es el número de moles de soluto que están disueltos en 1 kilogramo de disolvente. La Molalidad de una disolución viene determinada por la siguiente fórmula:
La molalidad se expresa en las unidades (moles/Kg). La ventaja de usar la molalidad en lugar de molaridad (moles soluto / volumen disolución) es debido a que el volumen de una disolución varía con la temperatura y de la presión. Como la molalidad no tiene en cuenta el volumen, puede medir la concentración con mayor preción.
Molalidad (m) =
| n (nº de moles de soluto) |
·
|
| Kilogramos de disolvente . |
La molalidad se expresa en las unidades (moles/Kg). La ventaja de usar la molalidad en lugar de molaridad (moles soluto / volumen disolución) es debido a que el volumen de una disolución varía con la temperatura y de la presión. Como la molalidad no tiene en cuenta el volumen, puede medir la concentración con mayor preción.
Presión osmótica:
Presión necesaria para detener el flujo neto de agua a través de una membrana semipermeable que separa soluciones de composición diferente.
Quién determina su presión osmótica:
La presión osmótica es una medida de la ósmosis que puede ser aplicada a la fisiología. Es la magnitud de la fuerza necesaria para evitar la ósmosis de un compratimento.
La presión osmótica depende del número de partículas en solución y no de su masa
Osmolaridad: Concentración de iones disociados. Puede obtenerse conociendo el peso molecular del soluto, su concentración en una solución dada, y su posible disociación.
El Osmol: Unidad de medida utilizada para expresar la concentración de un soluto en una solución. Permitiendo expresar directamente la presión osmótica ejercida por la solución, sin importar el soluto que contenga. El osmol corresponde al peso molecular expresado en gramos de una molécula no disociable en solución. Ej. El peso molecular de la Glucosa es 180 ( por lo que una mol de glucosa corresponde a 180g y equivale a 6.02x10^23 moléculas), de modo que una solución con 180g de glucosa en 1 litro de agua contiene un osmol de glucosa, y tiene una osmolaridad de 1 osmol por litro. Si la molécula de soluto se disocia en dos iones, entonces su peso molecular expresado en gramos corresponde a 2 osmoles, ya que cada mol de moléculas rinde el doble de partículas en solución. Ej: Una solución de 58.5 g de NaCl en litro de agua tiene una osmolaridad de dos osmoles, ya que si bien el peso molecular del NaCl es igual a 58.5 (significa que una mol de esta especie química corresponde a 58.5 y 6.02x10^23 moléculas), cada molécula de NaCL se disocia en Cl- y Na+, y rinde 2 osmoles por cada ión de NaCl
El Mol:
El mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Cuando se emplee el mol, deben especificarse las entidades elementales, que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos especificados de tales partículas.
La cantidad o número de unidades elementales (es decir, átomos, moléculas, iones, radicales, electrones, etc.), existente en un mol es constante y no se cambia según la sustancia que estemos tratando, así que no podemos decir que dependa en absoluto del material o de la partículas de estudio. Dicha cantidad constante se conoce como número de Avogadro, en honor al científico italiano que propuso que el volumen de un gas es proporcional al número de átomos, a una presión y temperaturas determinadas. Así un mol equivale a 6,02214179(3) x 10^23 unidades elementales
Enlaces:
http://ocw.unican.es/ciencias-de-la-salud/fisiologia-humana-2011-g367/otros-recursos-1
