Dr. Eduardo Sotillo.

Bna. 29/04/09

En la clase anterior habíamos hablado que la membrana se transforma en un transportador, decíamos que la membrana es la que hace el transporte y ese transporte se divide en endocitosis y exocitosis; entonces el transporte de este tipo cuando la membrana entra en el transporte se describe con un transporte de grandes magnitudes, o sea las propiedades de esas sustancias son grandes en ese transporte. La Endocitosis a su vez se divide Pinocitosis, fagocitosis y endocitosis propiamente dicha, endo significa endógeno de adentro entonces la membrana empieza a formar una vesiculíta, pasa terminalmente la vesícula que separa la membrana, se convierte en una vacuola migra, se une con un microsoma y se desintegran los elementos que conforman la vacuola. Entonces vea como la membrana es la que transporta, se convierte en un transportador.

La Pinocitosis es un proceso biológico que permite a determinadas células y organismos unicelulares obtener líquidos orgánicos del exterior para ingresar nutrientes o para otra función.

La fagocitosis cuando se forman partículas sean virus, bacterias, etc., etc.

La endocitosis es un proceso celular, por el que la célula introduce en su interior moléculas grandes o partículas, y lo hace englobándolas en una invaginación de la membrana citoplasmática, formando una vesícula que termina por desprenderse e incorporarse al citoplasma.

La fagocitosis (del griego -phagos, 'el que come', kytos, 'célula'), es un tipo de endocitosis por el cual algunas células rodean con su membrana citoplasmática a una sustancia extracelular (un sólido) y la introducen al interior celular.

Proceso de Pinocitosis

Las vesículas se originan en la superficie recubierta por clatrina de la célula, la vesícula revestida de clatrina pasa al citoplasma mediante invaginación, una vez que la vesícula esta en el citoplasma el revestimiento de clatrina desaparece, los trisqueliones (formados por moléculas de clatrina) quedan libres en el citoplasma. Dicha vesícula se fusiona con el Endosoma temprano en la que intervienen dos proteínas. Posteriormente entra en juego el endosoma tardío y la formación del lisosoma en la que se produce la digestión.

Tomado de wikipedia.

Vamos a estudiar lo endocrino (endógeno) que es como un factor de colesterol de la lipoproteína de células proximales la LDL, entonces entramos en el sistema endocrino o mejor dicho pasamos a el digestivo que son lipoproteínas el cual tienen aporte de colesterol por medio de la endocitosis por receptores de este tipo que hay en la membrana celular.

La exocitosis es todo lo contrario ahora se forman vacuolas dentro de la células de complejo de golgi migran hacia la membrana y después pierden su contenido al exterior. Todas las hormonas que provienen de la hipófisis anterior o adenohipófisis, todas las hormonas producidas en la hipófisis anterior se eliminan por endocitosis y las q se depositan en la hipófisis posterior se eliminan por exocitosis; Entonces vean que este mecanismo lo vamos a estudiar bastante cuando entremos al sistema endocrino. Ahora también hay endocitosis y exocitosis juntos cuando eso ocurre se llama transcitosis, cuando ocurre a su vez endocitosis y exocitosis, ¿Por qué ocurre la endocitosis y la exocitosis, por qué ocurren estos mecanismos? Porque si solamente ocurriera una sola por ejemplo la endocitosis solita entonces la membrana comenzaría hacer a crecer, entonces la exocitosis y la endocitosis tienen que producirse para evitar que la membrana comience a crecer. Otra cosa que tenemos que recordar es la bomba Na+/K+/ATPasa cotransporte cuando usted tenga un elemento o una sustancia usted dirá la bomba Na+/K+ no existe! Eso es mentira, pero si llega un paciente con una enfermedad cardiovascular entonces se va a dar cuenta que la actividad de la bomba Na+/K+/ATPasa si existe, porque con inhibirla esto hace que la concentración de Na+ comience a aumentar, ya hemos dicho que el Na+ comienza a aumentar en el interior de la célula y el Na+ que está aquí afuera no podrá entrar hacia el interior de la célula, si el Na que está aquí no puede entrar hacia el interior de la célula entonces el transportador de Na+/ Ca++ no puede trabajar, entonces vean como la célula cardiaca inhibe la bomba y aumenta la concentración de Na+ intracelular, como aumenta la concentración de Na+ y la bomba esta inhibida no puede sacar Na+ entonces disminuye la concentración de Na en el exterior y aumenta la concentración de Ca++, al aumentar la concentración de Ca++ en la célula cardiaca la célula tiene más proporcionalidad para producir una contracción muscular, entonces vean como un paciente con insuficiencia cardiaca puede aumentar su contracción muscular simplemente con inhibir la bomba, una proteína transmembrana.

Muy bien para empezar a explicar el potencial de membrana tenemos que recordar que en una membrana existen proteínas de 3 tipos:

1.- la bomba Na/K/ATPasa que son proteínas que generan gradiente de concentración

2.- Transportadores que sacan un ión e introducen otro ión, etc, etc.

3.- y además existen también canales que transportan cargas eléctricas, iones etc,etc. A través de la membrana.

Habíamos dicho que aquí en la membrana hay transportadores que transportan distintas cargas, hay contransporte y contratransporte que transportan diferentes cargas de iones a través de la membrana. Vean un canal no es importante, lo importante de un canal no implica a que transporte grandes cantidades de iones, no; porque eso lo hace la bomba; la importancia de los canales es porque tienen compuertas de activación como compuertas de inactivación que pueden abrirse o cerrarse en milisegundos; entonces los canales más importantes son los canales de Na+ y los canales de K+.

Vamos a ver en la membrana el canal de Na+ tiene dos compuertas, mide aproximadamente 0,3 a 0,5 nanómetros este canal está distribuido en la membrana y está cargado negativamente en el interior y tiene especificidad únicamente para el Na+ y tiene 2 cosas que en la parte externa de la membrana su compuerta está cerrada, en la parte interna de la membrana esto está abierto, por lo tanto ya sabemos q el sodio tendrá mucha dificultad, para entrar a la célula, porque sus compuestos de activación siempre está cerrada en condiciones de reposo, no significa q no pase, pasa sodio, ya sabemos q pasa, la compuerta de activación casi siempre está inactiva, en un momento determinado se produce un estimulo, para q el potencial de membrana de cambie, se revierta para q genere un potencial de acción inmediatamente el canal de sodio se abre, comienza a pasar inmediatamente, y la compuerta se abre, y comienza a entra sodio a la célula, e inmediamente se cierra también la compuerta , por lo tanto el sodio pasara en fracciones de milisegundos la compuerta, y hasta ahí llega el potencial de acción, q veremos más adelante entonces vea q hay canales de sodio q se abre en fracciones de segundos de un 0.1 a 0.5 seg.

En cambio el canal de potasio tiene solo una forma, es mucho más pequeño q el canal de sodio 0.3 nanómetros tiene un estado activado e inactivado nada mas, es decir abierto o cerrado, se abre o se cierra en la parte interna donde esta mas concentrado el ion potasio y saldrá, no tiene carga eléctrica inmediatamente hacia el exterior celular.

Entonces la permeabilidad de la membrana es 100 veces mayor para el ion potasio, q para el sodio y para el cloro. Eso significa q el potasio pasara mas fácilmente a través de la membrana, en cambio el ion sodio no.

Como el sodio tiene un bomba q lo saca rápidamente fuera de la membrana, fuera de la celula mejor dicho y tiene poca posibilidad entrar al interior de la célula, q se genera en el sodio?. Un enorme gradiente, entonces decimos cuando la actividad de la bomba sea muy grande para mover el ion, pero hay muy poco difusión de este a través de la membrana, entonces ese ion tendrá una enorme fuerza q tratara de moverlo a través de ella. Entonces el ion sodio tendencia a pasar, hacia el interior de la célula, pero no puede pasar porque tiene una escasa de permeabilidad. Entonces el sodio tiene una escasa permeabilidad para pasar a través de la membrana, pero tiene una enorme fuerza para pasar hacia el interior de la celula.

Cuando el sodio pase hacia el interior de la celula cambia entonces la morfología de la celula internamente, el potencial de membrana se transforma en un potencial de acción, en una señal q se propaga por todo el sistema nervioso hacia los centros superiores o a partir de estos hacia los centros inferiores. Siempre q el sodio, y la corriente de sodio logre penetrar hacia el interior de la celula se transforma el potencial de membrana en un potencial de acción.

En cambio el potasio no tiene una actividad de bomba, el sodio si. La actividad de la bomba es mucho menor para el ion potasio, cuando la actividad de la bomba sea muy poca, y su difusión sea muy grande, se genera un gradiente bajo de transporte a través de la membrana.

Podemos concluir que el sodio tiene un gran gradiente pasar a través de la membrana, pero no logra por su impermeabilidad, mientras q el potasio tiene un bajo gradiente, pero si lograr pasar a través de la membrana por su permeabilidad.

Entonces la salida del potasio a través de su conductos, q son 100 veces más permeable q los de sodio, no es compensada con la entrada de sodio hacia el interior de la célula, porque los canales de sodio son 100 veces menos permeables q los canales de potasio.

Vamos a comenzar a estudiar el potencial de membrana antes de entender el potencial de membrana vamos a entender el equilibrio más sencillo, habíamos dicho que la célula tenía una membrana, y esa membrana tenia por dentro cargas negativas, y también una de las consecuencias de las cargas negativas la aportaba la bomba sodio potasio ATPasa, es una acción electrogenica 3 por 2 entonces colabora entre 5 y 10 mv con la negatividad intracelular, es decir un déficit de cargas positivas.

Voy a colocar afuera de la célula una concentración muy grande de potasio (K) y una concentración muy grande de cloro (Cl), lo voy a colocar afuera de la célula, estamos hace millones de años atrás, como ya hace millones de años atrás ya los conductos y canales para el potasio eran 100 veces más permeables que para el cloro

¿¿Quien se va a mover más rápido hacia el interior de la célula??

¿¿El cloro?? Hemos dicho que el potasio, si acabamos de decir que el potasio es 100 veces más permeable como me van a decir que el cloro…ósea que estamos entonces involucionando en vez de evolucionar estamos involucionando.

Entonces ¿¿quien se mueve más rápido??

El potasio, entonces inmediatamente el potasio se almacena rápidamente en el interior de la célula y deja al cloro atrás; entonces ya vean el potasio se va almacenando altamente en el interior de la célula y el cloro se va quedando afuera.

Simplemente por razones de movilidad, por razones de permeabilidad, ¿¿hasta allí se entiende?? Siii..

Muy bien ahora, igualmente la célula dentro de su interior dejaron para siempre iones que no atraviesan la membrana, esos aniones son proteínas, fosfatos, sulfatos, etc, etc.. No pueden atravesar la membrana, son demasiado grandes (y vamos a poner este signo para referirnos a ellos no se cual es el signo =S) entonces tratan de atravesar la membrana y tratan de hacerlo y chocan con la membrana pero jamás pueden atravesarla, jamás salen de la membrana al menos que la célula muera y se desintegren y pacen a la circulación, al espacio intersticial etc, etc…

Entonces se acumularon en el interior de la célula compuestos muy grandes que no podían pasar por los poros ni canales etc, etc, etc que se llaman aniones no difusibles o aniones que no atraviesan la membrana.

Entonces inmediatamente cuando la célula dejo encerrado a esas sustancias eléctricamente negativas aumento entonces esa negatividad intracelular que producía la bomba.

Entonces solamente la presencia de estos aniones intracelulares de manera que no atraviesen la membrana colaboran también con la negatividad intracelular entre 10-20mv (vamos a verlo como 30mv) pero la negatividad intracelular en la mayoría de las células es -90mv (vamos a utilizar como modelo didáctico -90mv. Ya más adelante cuando veamos células en particulares veremos que potencial de ganancia tiene cada una de ella)

Entonces vamos a usar -90mv, cuando yo escribo -90mv estoy escribiendo una fuerza que va desde la carga negativa hacia la carga positiva y esa fuerza tiene dirección, magnitud y sentido, ósea, es un vector, es un vector, es una fuerza eléctrica que está separada porque afuera como adentro se ha producido un exceso de carga negativa afuera se produce un exceso de carga positiva entonces toda la membrana está cargada en su interior y su exterior con cargas, adentro con carga negativa y afuera con carga positiva.

Entonces entre dos cargas una positiva y una negativa existe una atracción, una fuerza, pero como está separado por una membrana las cargas no pueden unirse y existe una fuerza que trata de unirlas que va desde la carga negativa hacia la carga positiva que se llama dipolo y ese dipolo es un vector (un vector como ya nosotros sabemos tiene magnitud, tiene dirección y tiene sentido)

Lo negativo del valor de -90 se refiere a la electricidad, a la carga eléctrica, entonces lo negativo se refiere a la electricidad, como nosotros estamos diciendo -90 significa que en el interior de la célula, en el citoplasma de la célula hay 90mv con diferencia a lo que hay afuera, ósea 90mv negativos en relación con el exterior que tiene cero (0) voltaje, tenemos

una diferencia de potencial de -90mv esto es lo que se conoce con el nombre de potencial de membrana o potencial de reposo de la célula.

Cuando comenzó a quedarse encerrado los aniones produjeron el primer potencial, ¿el primer gradiente será de concentración o eléctrico?

Cuando ellos se quedaron encerrados aquí (en la célula) con carga negativa apareció el primer gradiente en toda la célula ¿un gradiente de concentración o un gradiente eléctrico si ellos tienen carga negativa? Un gradiente eléctrico. Entonces este equilibrio que se genera en el interior de la célula a consecuencia de los aniones que no atraviesan la membrana recibe el nombre de equilibrio de Gibss-Donnan.

Muy bien sigamos entonces, vean, siempre que una membrana haya aniones que no atraviesen la membrana, valga la redundancia, se genera un gradiente eléctrico ¿a consecuencia de quien? De los aniones que no atraviesan la membrana.

Todo lo que va a ocurrir en el equilibrio de Gibss-Donnan:

1. aniones que no atraviesan la membrana generan un gradiente ¿de que tipo? Eléctrico ¿con carga positiva o negativa? Negativa ¿con cuanto colabora con el potencial de membrana? De 10-20mv, vean no es tanto tampoco pero sin embargo aporta algo. Un gradiente eléctrico generado por los aniones que no cruzan la membrana, siempre van a tratar de cruzar pero no mueven carga negativa en el interior.

2. como el no puede atravesar la membrana entonces causa que los iones que si puedan atravesarla se distribuyan de manera asimétrica a través de la membrana, entonces segundo vean, repito, como el no puede atravesar la membrana, el no puede hacerlo entonces causa que los iones que si lo pueden hacer se distribuyan asimétricamente a través de la membrana, entonces asimetría de iones permeables a través de la membrana, los iones que si pueden atravesar la membrana se distribuyen de manera asimétrica a través de ella. Vamos a tomar los iones principales sodio, potasio y cloro, como el sodio

prácticamente no atraviesa la membrana.

El potasio se mueve rápidamente al interior de la célula porque se movía a través de canales mucho más permeables que para el cloro ¿¿para que se introdujera el potasio bruscamente al interior de la célula?? ¿¿Qué función tenía cuando lo hacía?? ¿¿Cuál era su intención?? ¿¿Hacer qué? ¿¿Neutralizar qué? La carga eléctrica que no podían salir de la membrana, entonces las cargas eléctricas que no podían salir de la membrana y se introducía como él es más permeable que el cloro y además como es positivo y las cargas aniónicas son negativas entonces el potasio cruza más rápidamente hacia el interior de la membrana, pero como nuestra concentración total de potasio en todo nuestro organismo no es suficiente para bloquear estas cargas negativas entonces los aniones siempre seguirán existiendo en el interior de la célula, entonces no tenemos en nuestra concentración de potasio en todo nuestro organismo suficiente potasio para

bloquear a todos los aniones intracelulares, entonces los aniones intracelulares siempre seguirán existiendo como tales y siempre estarán produciendo cargas negativas pero al menos tratamos de bloquearlos con los iones potasio y se produce una distribución asimétrica de estos iones.

3. Entonces distribución asimétrica de los iones que si difunden la membrana; (los iones que mas difunden la membrana son el potasio y el cloro porque el sodio prácticamente no pasa), entonces diremos ahora habrá un potencial de concentración para los iones que si pasan la membrana. ¿Cuales son esos? El potasio y el cloro. Entonces habrá, vean como se están distribuyendo asimétricamente, habrá un potencial o gradiente de concentración de los iones que si atraviesan la membrana.

4. el potasio, la concentración de potasio interna es mayor que la concentración de potasio externa (esa es la primera asimetría de iones que si difunden), hemos dicho que los iones que si difunden se distribuyen asimétricamente a través de la membrana a consecuencia de estos aniones que no la atraviesan. Entonces primero la concentración de potasio en el medio interno es sumamente grande a la concentración de potasio ¿Dónde? En el medio externo aproximadamente 159-4(miliequivalente/litro) vean la diferencia tan grande de la concentración de potasio fuera y dentro de la membrana; segundo iòn que atraviesa la membrana, el cloro.

5. la concentración de cloro ahora externa es mayor que la concentración de cloro interna aproximadamente 120-4.

Vamos a repetir, ¿cómo está el potasio entonces en el interior de la célula? altamente concentrado; ¿cómo está el cloro en el exterior de la célula? Altamente concentrado.

La pequeña concentración de cloro que hay dentro de la célula es exactamente igual a la pequeña concentración de potasio que hay fuera de la célula.

6. la pequeña concentración de potasio que hay fuera de la célula es igual a la pequeña concentración de cloro que hay dentro de la célula 4-4 aproximadamente (no es que son números exactos, más o menos es así).

Segundo ion que atraviesa la membrana el cloro: la concentración de cloro externa ahora es mayor que la concentración de cloro interna aproximadamente 4 afuera y 3 adentro. Como está el potasio en el interior de la célula altamente concentrado. Y como está el cloro en el interior de la célula altamente concentrado. Ahora vea lo que le voy a decir ahora 5._ la pequeña concentración de cloro que hay dentro de la célula es exactamente igual a la concentración de potasio que hay fuera de la célula.

6, la pequeña concentración de potasio que hay fuera de la célula es igual a la pequeña concentración que hay que la pequeña concentración que hay de cloro dentro de la célula.

A consecuencia de la distribución de los aniones vean la distribución asimétrica que hay en la membrana. Me siguen entonces vean aquí como hay una enorme concentración de

potasio 7._entonces la concentración de sodio es la que no logra pasar la concentración de sodio externa será mayor que la concentración de sodio interna. Y la distribución asimétrica de este ion será aproximadamente 142 afuera y 149 adentro aproximadamente. Vean como El sodio se distribuye afuera y es mucho más concentrado que el potasio

8, el producto de la concentración de potasio interno por cloro interno es igual a potasio externo, cloro externo otra relación.

9. como aquí hay un anión que no atraviesa la membrana y permitan que grandes cantidades de iones estén en el interior de la célula entonces habrá mas aniones difusibles en el interior de la célula que afuera de la célula es adentro porque está el potasio y el cloro que son iones difusibles porque el ion sodio está afuera y no es difusible. Entonces habrá mayor cantidad o concentración de aniones difusibles en el lado en que estén los iones que no atraviesan la membrana se entiende fácilmente habrá una enorme concentración de potasio y cloro de 159. Mas el cloro que es mucho mayor que el potasio y sodio que están afuera

10., habrá más iones osmóticamente activos en el interior donde están los iones que afuera de la célula. Si aquí hay una enorme cantidad de iones que no atraviesan la membrana y dos iones que se acercan para neutralizarlos este ion nunca llega al equilibrio hemos dicho que un ion que no llega al equilibrio es osmóticamente activo entonces en el lado donde están los aniones que no atraviesan la membrana habrá más iones osmóticamente activos por supuesto. Y entonces la célula toda nuestra célula tiende hacer que tienden a hacer osmosis hacia su interior a consecuencia de quien de los aniones que no atraviesan la membrana. Entonces 10._ habrá iones activos en el lado donde estén los iones que no atraviesen la membrana y habrá por lo tanto iones osmóticamente activos por lo tanto nuestras células tienden a inmunizarse y se debería inmunizar si no fuese por quien por la bomba sodio potasio ATPasa que está sacando exceso de sodio para impedir que el agua entre al interior de la célula y dañe la célula. Hemos dicho cuando falle el metabolismo que no haya suficiente riego sanguíneo no habrá ATP no habrá bomba sodio potasio ATPasa el sodio entre el sodio se acumulara el agua entra y las células mueren se edematizan se llenan de agua lo que se produce un edema cerebral eso se da en los accidentes cerebro_ vasculares entonces repito… habrá más iones osmóticamente activos ósea iones que no logran su equilibrio en el interior de la célula que fuera de la célula. 11._Una de las cosas más importantes en el equilibrio de gibbs donnan es que la cantidad de iones de la célula están ya ilimitadas hay uniones ilimitadas ya nadie podrá entrar ni salir. Entonces por el equilibrio de gibbs donnan ya todas las células están ilimitadas ya no puede entrar ni salir iones. Sino que la entrada de uno produce la entrada de otro a la célula y etc. etc. No hay forma de que la célula aumente su concentración de iones. Nuestra célula tiene una concentración total de iones adentro y afuera permanente para siempre. Hay un solo ion que puede entrar que puede atravesar quien será. Por la única forma que aumenten quienes: los aniones. Y el ion que tiene la facilidad de aumentar la concentración de iones en la

célula es el cloro. Ya nuestra célula esta ilimitada a consecuencia de este anión que no atraviesa la membrana. Ya la concentración de iones estará ilimitada Pero habrá un ion que si podrá pasar libremente al interior de la célula es el ion cloro. Entonces vamos a colocar allí el cloro se distribuye a través de la célula por el equilibrio de gibbs donnan y no tiene trasporte activo. Ve que no hay una bomba de cloro por donde pase cloro no verdad. El ion cloro se trasporta a través de la membrana solamente por trasporte pasivo. Si el cloro entonces se trasporta de manera pasiva de donde a donde ira el cloro de donde a donde se moverá el cloro de afuera hacia adentro ok. Pero lo hará única y exclusivamente cuando disminuya el potencial de membrana. Entonces el cloro se moverá siguiendo su gradiente de concentración es el único ion que puede hacerlo siguiendo su gradiente de concentración y lo hará única y exclusivamente cuando disminuya el potencial de membrana. Entonces vea sino hay bomba de sodio potasio ATPasa se bloquea la bomba y que le pasa al potencial de membrana vea si bloqueamos la bomba porque hay falta de riego sanguíneo que le va a suceder el potencial de membrana se hace más positivo porque. Porque el sodio no puede salir y empieza a aumentar adentro y por lo tanto el potencial de membrana comienza a disminuir porque menos 90 es más grande que menos 80 o menos 70 que menos 60 ect. ect. entonces podemos decir que comienza a elevarse hacia el cero para que no se confunda . Entonces como comienza a disminuir o comienza a ascender y ascender no es que se hace mayor sino que comienza a ascender hacia los positivos entonces como el potencial de membrana es normalmente negativo entonces comienza a disminuir. El sodio comienza a quedarse adentro y el comienza a disminuir. Entonces cuando este potencial de membrana comienza a disminuir hace falta ahora cargas negativas que entren hacia el interior de la célula y cuales son y cuáles son las cargas que pueden entrar el cloro entonces el único ion que puede atravesar eso es el cloro entonces comienza ahora a aumentar el sodio el cloro adentro y potasio y comienza aumentar la osmolaridad intracelular y cuando comienza a aumentar la osmolaridad intracelular que sucederá con el agua la célula aumentara de tamaño a consecuencia del equilibrio de gibbs donnan entonces el equilibrio de gibbs donnan representa un beneficio o un peligro. Un peligro verdad todas nuestras células están a merse del equilibro de gibbs donnan vean que a consecuencia de estos aniones que no atraviesan la membrana los aniones se van a distribuir asimétricamente a través de la membrana pero a raíz que esto se llama equilibrio que significa la palabra equilibrio que están en equilibrio a pesar de esto en el equilibrio de gibbs donnan es todo lo contrario ningún ion esta en equilibrio.

El único ion que puede atravesar es el cloro, vea pues comienza a aumentar el Sodio, el cloro que comienza a entrar, el potasio que estaba, los aniones y empieza a aumentar más la osmolaridad intracelular y cuando comienza a aumentar la osmolaridad intracelular, ¿Qué pasara con el agua? Entrara, la célula aumentara de tamaño y explota, la hemolisis celular, a consecuencia del equilibrio de Giggs-Donnan, entonces, ¿el equilibrio de Giggs-Donnan representa para nuestras células un beneficio o un peligro? Un peligro permanente, todas nuestras células están a merced del equilibrio de Giggs-Donnan, vean,

como a consecuencia de estos aniones que no atraviesan la membrana los iones se tuvieron que distribuir asimétricamente a través de la membrana, pero, a pesar que se llama equilibrio, ¿Qué significa la palabra equilibrio?, que están en equilibrio verdad? Pero ningún ion esta en equilibrio, es un equilibrio en el sentido a que cuando un ion pasa el otro sale, mientras un gradiente de concentración disminuye, aumenta el gradiente de concentración del otro ion pero ninguno de los iones están en equilibrio, ni el agua está en equilibrio. Vamos a copiar ahí: Aunque la situación de Giggs-Donnan se llame equilibrio, ningún ion esta en equilibrio a través de la membrana. Cuando nos referimos a equilibrio, nos estamos refiriendo a dos situaciones que mantienen el equilibrio: la presión osmótica o tracción osmótica y al volumen celular, ellos si están en equilibrio, ósea, ellos si se mantienen estables por todo el tiempo hasta que no haya capacidad que sacar el sodio fuera de la célula. Repito Aunque los iones estén distribuidos asimétricamente a través de la membrana, la membrana se encuentra en perfecto equilibrio, ¿Qué es lo que se ha estabilizado? Su tracción osmótica y su volumen a consecuencia de una bomba activa que saca sodio a través de la membrana. Para que la célula se pueda defender de la tendencia del agua a entrar al interior de la célula, la naturaleza coloco afuera un ion impermeable a través de la membrana, entonces para defenderse del equilibrio de Giggs-Donna los iones tuvieron que distribuirse asimétricamente y dejar fuera de la membrana un ion altamente osmótico para que contrarreste la entrada de agua al interior de la célula, por eso es que el sodio tiene que estar elevado altamente fuera de la célula, porque el agua que intenta entrar el intenta detenerla, entonces en el equilibrio de Giggs-Donnan no está en equilibrio ni los iones ni el agua, lo que está estable es la presión osmótica y el volumen celular. ¿Cuándo se romperá este equilibrio? Cuando falte quien saque el ion sodio al exterior de la célula, porque empezara a pasar cloro al interior de la célula e inmediatamente se llenara de agua la célula, entonces podemos concluir que la presión hidrostática dentro de la célula es igual a la presión osmótica del sodio mas la presión osmótica del potasio mas la presión osmótica del cloro mas la presión osmótica de los aniones que no atraviesan la membrana, porque hemos dicho que hay un equilibrio en relación al volumen y la presión osmótica, eso sí está equilibrado, entonces esa presión hidrostática que hay dentro de la célula esta en equilibrio perfecto con la presión osmótica que ejercen los iones, entonces vea que el agua no estalla la célula, entonces la presión hidrostática es igual a la suma de la presión osmótica del sodio, la presión osmótica del potasio, la presión osmótica del cloro, la presión osmótica de los aniones, etc, etc. Siempre que se acabe con el metabolismo y transporte activo del sodio inmediatamente se romperá el equilibrio de Giggs-Donnan. Vamos a concluir, el equilibrio de Giggs-Donnan es un equilibrio valga la redundancia donde se compensan fuerzas de tres tipos ¿Cuáles son esas fuerzas? 1) Fuerza electroquímica (ósea, potenciales eléctricos y potenciales de concentración), 2) la fuerza osmótica 3) fuerza hidrostática. ¿Cuáles son las causas de la negatividad intracelular?, ósea, lo que colabora para que el potencial de membrana llegue a -90mv 1) los aniones que no cruzan la membrana, 2) la acción de bombeo de la Sodio/Potasio ATPasa, 3) la salida de potasio que es 100 veces mas

permeable no compensada con la entrada del sodio al interior de la célula, 4) la inamovilidad del cloro interno que lo detiene la alta concentración de cloro extracelular.

Quien detiene el cloro interno para q no se mueva hacia fuera???

La alta concentración q existe fuera.

Entonces:

1. Los aniones q no atraviesan la membrana.2. La acción de bombeo de la ATPasa.3. La salida de potasio no compensada con la entrada de sodio.4. La escasa movilidad del cloro interno a consecuencia de la alta concentración de

cloro en el exterior de la membrana.

Si el cloro estuviese concentrado fuera entones la escasa cantidad de cloro saliera y se acercaría a la positividad.

Entonces hemos corroborado de:

5 – 10mv

10 – 20mv. Seria aproximadamente de 30mv por el potencial de membrana. Hasta allí hemos llevado el potencial de membrana, pero el potencial de membrana es de 90mv todavía faltan 60mv para llegar al potencial de membrana entonces; la cantidad q falta para llegar a ese potencial es lo q se conoce como el potencial membrana termino de formar el potencial de reposo de la membrana.

Cuál es la importancia de tener una enorme concentración de sodio fuera de la célula???

1. Contrarrestar la llegada de agua al interior de la célula o el efecto goteo q hacen los aniones q no atraviesan la membrana (contrarrestar el efecto osmótico.)

2. Para estabilizar La presión osmótica.3. Para mantener en constante el volumen celular.4. Cuando por X circunstancia el sodio logre entrar al interior de la célula va a generar

señales q se llaman impulso nervioso o potencial de acción (Generar señales).5. Acoplarse el mecanismo de transporte pasivo o mejor dicho el llamado activo

secundario a la bomba de sodio-potasio (acoplar los transportes activos a los transportes pasivos el co transporte y el contra transporte).

Entonces ya sabemos q una parte del potencial de membrana se debe a la bomba y a los aniones al equilibrio de Gibbs – Donnan.

La tendencia natural del cloro es moverse es hacia el interior siguiendo su fuerza de concentración, pero también se muve hacia fuera siguiendo su gradiente eléctrico.

Potencial de reposo de la membrana: El hecho de q se llame potencial de reposo no significa q los iones estén en equilibrio, y este se llama así porque la célula no está enviando señal, o sea no envía potenciales de acción.

Esto es importante: Un potencial de reposo no significa q los iones a través de la membrana estén en equilibrio. Significa q la célula no está respondiendo frente a ningún estimulo.

Para entender el potencial de membrana va explicar cómo funciona una pila.

El potencial de esto se llama potencial de concentración así funcionan estas pilas, esto presenta cloruro de sodio. Ya q alrededor lo q hace es concentrarse los iones.

Pudiendo explicar q nuestras células no funcionan de esta manera (no funciona como funcionan las pilas).

Aquí se forma una nube de plata alrededor del electrodo Ag, Ag, Ag, Ag, Ag, +,+,+,+ etc… este prácticamente va a reaccionar porque la concentración de NaCl, que había sacado la Plata del Cloruro que está aquí, este no lo ha hecho todavía; entonces véase como la plata se ha separado del electrodo ha formado una nube de carga positiva alrededor del electrodo mientras este todavía no lo ha hecho si usted lo conecta únicamente, es decir lo une inmediatamente las cargas + q estaban aquí empiezan a pasar para este lado, y este se llena de cargas – y este lado de cargas + y así sucesivamente esta es la explicación de cómo funciona una pilita esos potenciales se llaman POTENCIALES DE CONCENTRACIÓN. Porque lo que ha hecho que los iones se concentren alrededor del electrodo, nuestras células no funcionan así, nuestras células generan electricidad cuando nuestros iones se mueven a través de la membrana, entonces el potencial de membrana de reposo será un Potencial de concentración o de qué?... R: Sera un POTENCIAL DE DIFISION. Lo primero q vamos a ir anotan por aquí es.

1-El potencial de membrana no es un potencial de concentración, sino un POTENCIAL DE DIFUSION y genera electronegatividad interna y positividad externa y tiene -90 mv: esto es lo que se conoce como POTENCIAL DE MEMBRANA.

Entonces comenzamos a definirlo POTENCIAL DE MEMBRANA.

El potencial de membrana es un potencial de difusión (EXAMEN)

No es un potencial de concentración

Funciona a través de la movilidad iones a través de la membrana, como se mueven y tienen diferentes potenciales uno se quedan mas concentrados a fuera y generan diferencias de potenciales

Es un potencial eléctrico: porque es generado en AUSENCIA DE ESTIMULACION, es espontaneo a la célula no se le está estimulando simplemente están pasando iones a través de la membrana.

Es un POTENCIAL PASIVO, no interviene ningún mecanismo activo para que se genere, es una difusión de iones pasivo siguiendo gradiente eléctricos o de concentración.

No necesita de la Bomba Na/K ATpasa para que se genere, es decir q no necesita de transporte activo para generarse, que hace la bomba? Bueno sabemos que si no hay bomba no se genera potencial de membrana, la bomba lo q haces es mantener los gradientes eléctricos de concentraciones de los iones (LA BOMBA GENERA GRADIENTES DE CONCENTRACION MANETIDOS QUE A LA LARGA SERAN GRADIENTES DE DIFUSION)

Vamos hacer un ejemplo:

Otra vez: Características de un potencial de membrana

1. ES UN POTENCIAL DE DIFUSIÓN, NO ES UN POTENCIAL DE CONCENTRACION

2. ES UN POTENCIAL ELECTRICO ES AUSENCIA DE ESTIMULACION

3. NO NECESITA AL MOMENTO PARA SU PRODUCCION DE LA BOMBA Na/K, sino a la larga, porque la bomba lo q está generando son gradiente de concentración y los gradientes de difusión son pasivos.

Entonces vamos con el potasio que haría el normalmente, supongamos que no hay bomba ATpasa, no hay nada, sino una célula con una alta concentración de potasio afuera y una baja concentración afuera que haría el potasio? ¿Cuál es la tendencia de un Ion difusible altamente permeable a través de la membrana? R: Lograr su equilibrio. (TODO ION PERMEABLE TENDERA A LOGRAR EL EQUILIBRIO) Todo ion permeable tratara de buscar su equilibrio!!! Vea vamos hacerlo, comenzara el potasio a moverse para a acá, para allá, para acá, para allá etc etc… hasta que se equilibren sus concentraciones a ambos lados con una concentración de potasio aquí y con una concentración de potasio aquí, pero cuando el se mueva de aquí para acá, pero él estaba más concentrado primero aquí va a dejar una carga negativa de este lado por ausencia de carga positiva ¿la

pregunta es hasta cuando se moverá el potasio? R: hasta que una fuerza, miren esta es una fuerza de concentración pero a medida que esta fuerza genera el flujo se van acumulando cargas a través de esa membrana. ¿Hasta cuándo dejara de moverse el potasio? R: hasta cuando logre su equilibrio, y ¿cuándo se lograra el equilibrio? R: Cuando una fuerza de tipo eléctrica le impida el movimiento del potasio, o haga que el flujo neto sea igual cero, es decir que la misma concentración de potasio que pase para aca sea la misma que pase para acá también, entonces son iguales concentraciones a ambos lados de la membrana. ¡ENTONCES CUALES SON LAS FUERZAS QUE MUEVEN AL ION POTASIO... R: La fuerza de concentración y la fuerza eléctrica.

La Union de La fuerza de concentración y la fuerza eléctrica le vamos a llamar GRADIENTE ELECTROQUIMICO y se define con la letra U: del alfabeto griego, entonces decimos que un ion se moverá a través de la membrana de acuerdo a su gradiente electroquímico.

Voy a copiar en la primera parte de esta ecuación

ECUACIÓN DE NERNST: El Dr. Es uno de los Físico Químico, Matemático, Medico más brillante de la FISIOLOGIA EL DR. NERNST

U: RTln [Ki] + ZF (Ema – Emb) = 0

[Ke]

R: es la contante de los gases 0,082

T: temperatura absoluta.

¿Qué es ese gradiente electroquímico?

Cuando el potasio se detuvo ¿que fuerza hizo que el se detuviera? Una fuerza eléctrica, pero cuando el potasio se movía ¿que fuerza lo movía? la fuerza de concentración.

Entonces un gradiente electroquímico cuantas fuerzas tiene 2 una fuerza de concentración y una fuerza eléctrica (que mueve un Ion a través de una membrana)

GRADIENTE ELECTROQUIMICO

*FUERZA DE CONCENTRACION, es la que representa, que mueve un ion a través de la membrana

*FUERZA ELECTRICA

µ= R T Ln [Ki] Ecuación de NERNST

[Ke]

1era Fuerza: La fuerza de concentración es llamada R x T x El Log natural x la concentración de K interna entre la concentración de K externa.

La segunda ecuación que seria la ecuación completa, se llama la ecuación de NERNST

Esta fuerza que es? A que se refiere? A la fuerza de concentración. Entonces digo que este lado de la ecuación representa la fuerza de concentración que mueve un Ion a través de una membrana.

R: es la constante universal de los gases 0,082 L/atm./Osmol/grados Kelvin etc. Etc.

T: es la temperatura absoluta 267 Grados Kelvin etc.

Y este el Log de la concentración de la concentraciones internas y externas.

µ= R T Ln [Ki] + Z F [Ema-Emb] Fuerza de concentración

[Ke] Fuerza eléctrica

Ahora como hemos dicho que el potasio se detuvo cuando una fuerza eléctrica lo detuvo (Z x ºf x la diferencia de potenciales que había en un lado de la membrana sobre el otro lado de la membrana) Entonces:

µ= R T Ln [Ki]

[Ke]

Z F [Ema-Emb]

Z es la valencia del Ion.

F es la constante de Faraday 96 500.

[Ema-Emb] Es la diferencia de potencial a través de la membrana.

Cuando ocurrió esto que las concentraciones de potasio se hicieron igual a ambos lados de la membrana ese Ion esta en que? En equilibrio, equilibrio perfecto a través de la membrana. Si ese Ion esta en equilibrio perfecto a través de la membrana yo digo que esto es igual a cero, O sea las corrientes de un lado son iguales a las corrientes del otro lado. Como estoy buscando una fuerza eléctrica que detenga a quien? Al potasio, Una fuerza eléctrica que detenga a la fuerza de concentración. Entonces:

Voy a pasar para este lado de la ecuación la diferencia de potencial. Entonces digo:

[Ema-Emb] = - R T Ln [Ki]

Z F [Ke] PRIMERA ECUACION DE NERNST

Es la fuerza de concentración que mueve el potasio a través de dicha membrana.

Es la Fuerza eléctrica que detuvo el movimiento del potasio a través de la membrana. La fuerza eléctrica se opuso a quien? A la fuerza de concentración.

La ecuación de Nernst que aplica únicamente a quien a iones que están en equilibrio a través de la membrana y cuando se utiliza de ecuación de Nernst se supone que solamente ese Ion se mueve a través de la membrana. Cuantos iones son los que se mueven a través de la membrana El Na y el Cl. El calcio que también se mueve a través de la membrana no lo vamos a incluir porque la permeabilidad de la membrana es infinitamente pequeña para el calcio, entonces las corrientes de calcio son infinitamente pequeñas no participa en el potencial de membrana.

La ecuación de Nernst es únicamente valida para iones que están en equilibrio y se supone que solamente ese Ion atraviesa la membrana. Entonces cuando vallamos a aplicar la ecuación el Na. No esta atravesando la membrana ni el Cl tampoco, solamente el potasio para este caso. Si yo utilizo la ecuación de nernst para el Na No estara pasando ni el Cl ni el potasio

Para desarrollar esta ecuación puedo poner de una vez potencial aquí ----

Esa fuerza que nosotros estamos buscando es igual, yo voy a transformar el logaritmo natural en logaritmo exponencial para mayor facilidad porque las concentraciones que se utilizan para el potencial de membrana son infinitamente pequeñas como son tan pequeñas hay que usar el logaritmo exponencial o el logaritmo decimal de ellas para pasar un logaritmo mediano a un logaritmo decimal hay que multiplicar por 2, 303. Ok otra reducción que vamos a hacer como el potencial esta dado en mini voltios como estas unidades son constantes y como esto vale 1 como todos los Iones que estamos estudiando tienen valencia 1 podemos eliminar esto porque sabemos que es 1.

R T

F

E = 60Log [Ke]

[Ki]

Tenemos que transformarlo en mv entonces multiplicaremos a 38º 37º la temperatura corporal de nuestro cuerpo este valor vale 26,7 mv (Se transformo en mv por una operación complicada que no se hizo

POTENCIAL DE EQUILIBRIO CON LA ECUACION DE NERNST

Ek = -96mv

ENa = -65mv

ECl = -90mv

EC = -150 mv

Como la ecuación de nernst es únicamente para potenciales que están en equilibrio esta fuerza sera el potencial de equilibrio del Ion respectivo.

Yo tenía el potasio altamente concentrado hasta que una fuerza eléctrica lo detuvo, cuando yo calculo el potencial de equilibrio para un Ion que es lo que estoy buscando? Una fuerza eléctrica de la misma magnitud la misma dirección pero sentido contrario a la fuerza de concentración que mueve a un Ion.

E ca: 150mv, vemos que el ion calcio está sumamente aislado del potencial de membrana de la célula ( El calcio no interfiere en el potencial de membrana).

Comienzo a deducir lo que tenemos aquí, teníamos el K altamente concentrado y el salió hasta que una fueza eléctrica lo detuvo, cuando yo calculo el potencial de equilibrio para un ion ¿Que es lo que estoy buscando? Una fuerza eléctrica de la misma magnitud la misma dirección, pero en sentido contrario a la fuerza de concentración que mueve a un ion.

Repasando lo anterior:

El potencial de membrana cuanto vale: -90

El potencial de concentración del K : -96( mayor que el potencial de membrana)

El potencial de concentarcion de Na: 65 ( esta sumamente lejos del potencial de membrana)

El del CL : es bastante cercano o casi igual al del potencial de membrana -90.

El del ca, no lo vamos a tomar en cuenta para el potencial de membrana.

Entonces ojo primera deducción:

1) La ecuación de Nernst solo se utiliza para iones que solamente están en equilibrio.

2) Se supone que los otros iones no se mueven.

3) Es una fuerza eléctrica de igual manignud, de igual dirección y en sentido contrario a la fuerza de concentración que mueve a un ion.

Comenzamos ahora a analizar lo que es más importante:

1) Cuando el potencial de Nernst de un ion cualquiera tenga el mismo signo,y la misma magnitud al potencial de membrana, ejemplo: potencial de membrana -90, potencial del cloro-90.el potencial de membrana de ese ion esta en perfecto equilibrio a través de la membrana.

2) El cl, no esta en equilibrio a través de la membrana por que no es él el que arrastra el potencial de membrana hacia su potencial de equilibrio si no que el potencial de membrana se acerca a -90 por la entrada de Na hacia el interior de la celula.

Nota: mientras un ion sea mas permeable , tratara de llevarse el potencial de membrana hacia su potencial de acción.

¿Cuál es el ion mas permeable de toda la membrana?

El K, entonces quien será el que se va a llevar el potencial de membrana hacia el potencial de equilibrio? El K .El cloro no es xq es 100 veces menos permeable que el k, entonces no es el cl quien arrastra su potencial de equilibrio hacia el potencial de membrana ,es la entrada de Na hacia el interior de la célula que disminuye el potencial de membrana hasta -90 y lo acerca al potencial de equilibrio del cloro.

Entonces:

1) Cuando el potencial de equilibrio de un ion tenga la misma magnitud y el mismo signo ese ion esta en equilibrio a través de la membrana. YA SABEMOS LO QUE PASA PARA EL CLORO. Pero para cualquier otro ion los demás están en equilibrio

2) Cuando el potencial de equilibrio, de cualquier ion tenga el mismo signo que el potencial de membrana pero, el potencial de membrana sea mayor que el potencial de equilibrio, entonces la fuerza eléctrica que es mayor de la de concentración será la que moverá a ese ion.

Vean el potencial de membrana es mayor que el potencial de equilibrio, entonces siempre que el potencial de membrana y el potencial de Nernst tengan el mismo signo pero el potencial de membrana sea mayor que el potencial de equilibrio para ese ión la fuerza eléctrica es mayor que la fuerza de concentración y será la que moverá a ese ión, se entendió o no? Siiii. Entonces decimos igualito que el segundo cuando tengan el mismo signo -20 pero el potencial de membrana de -90 sea mayor que el potencial de equilibrio para ese ión la fuerza eléctrica será mayor que la fuerza de concentración y será la que moverá a ese ión.

3) Cuando el potencial de Nernst y el potencial de membrana tengan el mismo signo, pero ahora el potencial de Nernst sea mayor que el potencial de membrana la fuerza de concentración ahora será mayor que la fuerza eléctrica y será la que nos mueva a ese ión, cual es el mejor ejemplo? El Potasio. Que dice la tercera deducción? Cuando el potencial de Nernst y el potencial de membrana tengan el mismo signo, pero el potencial de Nernst sea mayor que el potencial de membrana la mayor fuerza será la de concentración, entonces fíjense quien

mueve al potasio a través de la membrana? La fuerza de concentración, que está altamente concentrado aquí.

Cuando el potencial de membrana y el potencial de Nernst tienen signos diferentes ese ión no entrará en equilibrio jamás a través de la membrana y las dos fuerzas estarán en la misma dirección; ¿Qué le pasa al Na+? Jamás estará en equilibrio a través de la membrana, estará muy alejado del equilibrio y tendrá las dos fuerzas de concentración y eléctrica a favor de él y las dos fuerzas lo moverán en una misma dirección. ¿Hacia dónde se mueve el Na+? Hacia el interior de la célula.

Muy bien como ninguno de los iones están en equilibrio, ni sodio, ni potasio; voy a explicar lo del ión Cloro para hacer la quinta y la más importante deducción, entonces vean cual es el ión más permeable a través de la membrana? El POTASIO; entonces el ión que se llevará su potencial de membrana hasta su potencial de equilibrio cual es? El único que lo puede hacer es el potasio, entonces cuando él atraviese la membrana llevará su potencial de membrana hasta su potencial de equilibrio, entonces el potencial de membrana cuando el ión potasio atraviese la membrana se transformará en -96mv porque es el ión más permeable.

¿Cuánto debería ser el potencial de membrana de toda la célula? -96mv. Hemos dicho que cuando el ión sea más permeable ese ión se llevará a ese potencial de membrana a su potencial de equilibrio.

¿Por qué no es -96mv? Porque hay un ión que está afuera que tiene dos fuerzas y lo está empujando hacia el interior de la célula y cuando el logra introducirse al interior de la célula neutraliza carga negativa que están aquí y el potencial de membrana pasa de -96mv a -90mv, por eso es que el potencial de membrana no es -96mv; por eso les digo que el cloro no es un ión que está en equilibrio a través de la membrana, ¿por qué? Porque no es él el que está llevando su potencial de membrana a su potencial de equilibrio y el Na+ lo está disminuyendo de -96 a -90mv. Vean que el cloro no se mueven por transporte activo solamente se mueven el sodio y el potasio, el cloro se mueve por transporte pasivo. Entonces repetimos nuevamente mientras un ión sea más permeable tratará de llevar su potencial de membrana a su potencial de equilibrio, el ión más permeable a través de la membrana cual es? El POTASIO, su potencial de membrana es de -96mv; entonces el potasio está en equilibrio a través de la membrana? Nooo. El sodio está en equilibrio a través de la membrana? Noooo. Si el sodio estuviera en equilibrio a través de la membrana el potencial de membrana cuanto fuera? +65mv. El cloro esta en equilibrio? Si esta en equilibrio; vean que hemos dicho que el potencial de membrana es el mismo potencial de reposo, no porque estén en equilibrio.

Entonces vamos a deducir la quinta y más importante ecuación de Nernst: A pesar de que ninguno de los iones están en equilibrio el potencial de membrana permanece

estable por largo y largo tiempo hasta que llegue un estímulo y lo transforme en un potencial de acción.

Vean, como ninguno de los iones están en equilibrio el K₊ tenderá a salir, el Na+

tenderá a entrar y el Cl – se moverá en igual para la entrada y la salida, y por lo tanto ningún ión estará en equilibrio, sin embargo el potencial de membrana se mantiene por largo tiempo.

¿Por qué se logra mantener las concentraciones de K+ elevadas dentro de la célula, y de Na+ afuera de la célula, y el Cl- igual en ambos lados?

Está ocurriendo un mecanismo de transporte de tipo activo que mantiene las concentraciones en ambos lados.

El nuestra 5ta deducción, entenderemos el potencial de membrana,

A pesar de que ninguno de los iones está en equilibrio, el potencial de membrana se mantienen por largo tiempo, y dichos iones se mantienen constante porque se están moviendo por difusión pasiva, pero el complemento de esta difusión pasiva para que se mantengan los iones a ambos lados de la membrana, lo hace la Bomba Sodio – Potasio ATPasa (Bomba Na+/K+ ATPasa).

Primero explicaremos el Na+ que es el más fácil de entender,

Colocamos la membrana, el potencial de membrana es -96 mV, y el potencial de equilibrio del Na+ es -65 mV, el Na+ está muy alejado del equilibrio, de -96 a -65, hay muchos mV.

¿Qué Fuerzas mueven al Na+?, al Na+ lo mueve una fuerza electroquímica, Concentración y eléctrica, como son 2 fuerzas de la misma dirección, de acuerdo a la deducción de la ecuación de Nernst, entonces se suma, sumo 90 + 65 (no porque sea negativo lo voy a restar, porque las fuerzas van en la misma dirección), esto da 155, es decir, la fuerza que mueve el Na+ hacia el interior de la célula, es una fuerza enorme, cuando yo digo que con el potencial de Nernst busco una fuerza eléctrica de la misma magnitud que la fuerza de concentración, estoy calculando indirectamente la fuerza de concentración también, porque me está diciendo que es una fuerza que debe tener la misma magnitud, la misma dirección, pero sentido contrario; entonces cuando calculo la fuerza eléctrica, estoy calculando también la fuerza de concentración, al Na+ lo mueve una fuerza de concentración de 65 mV, y el potencial de membrana de – 90 mV, eso da 155.

Si el Na+ estuviera en equilibrio, debería existir una fuerza eléctrica que sea de la misma magnitud, pero en distinta dirección de la fuerza de concentración que mueve a ese ión, la fuerza eléctrica tendría que ser de + 65 mV, es decir, si la membrana tiene + 65 mV y el Na+ estuviera concentrado en el exterior con -65 mV, cuando el ión Na+ esté en

equilibrio, el potencial de membrana deberá estar en +65mV, porque se calcula el potencial de equilibrio de un ión, indirectamente estoy calculando la fuerza de concentración, porque es una fuerza de igual magnitud y dirección, pero en sentido contrario. Es decir, para que en Na+ este en equilibrio, vemos que hay una fuerza de concentración de -65mV, que se repele por la fuerza eléctrica de +65.

Para que la fuerza de concentración del K+ sea rechazado el potencial de membrana deberá ser igual a - 96 mV, es decir el K+, se movería hacia acá por una fuerza de concentración de 96 mV, y sería atraído por una fuerza negativa de 96 mV.

Y en el caso del Cl-, sería 0 y 0.

Vamos a explicar cada uno de estos iones:

El Na+, NO está en equilibrio. Las fuerzas que mueven al Na+ son en la misma dirección, se mueven al interior celular, con una fuerza de 155; ¿Por qué la célula no se llena de Na+, y se mantiene el potencial de membrana, a pesar de que el Na+ no esté en equilibrio? Porque existe una bomba que está haciendo el transporte exactamente igual al transporte pasivo. En una escala lineal es Na+ se mueve hacia el interior de la célula, y sería sacado en cantidades exactamente igual por la bomba Na+/K+ ATPasa, entonces la célula no se llena de Na+, y el potencial de membrana se mantiene por largo tiempo, porque la Bomba está sacando la misma cantidad que se está introduciendo. Las 2 fuerzas mueven el Na+ hacia el interior celular, lo que entra a la célula, lo saca por transporte activo, si el Na +

estuviera en equilibrio no haría falta la bomba, porque la fuerza eléctrica de +65 rechazaría a la de concentración de -65mV, sería la misma cantidad que sale y entra.

En el caso del K+, las fuerzas que mueven al K+, son 96 mV, su potencial de equilibrio, y se mueve hacia afuera, siguiendo la fuerza de concentración, porque hemos dicho que el potencial de Nernst es mayor al potencial de membrana, por lo tanto, la fuerza de concentración será la que mueve a ese ión, el K+ saldrá hacia afuera de la célula, pero ese K+ trata de moverse al interior de la célula impulsado por ese -96 mV, porque una parte del transporte pasivo del K+ trata de recuperar el K+ que se ha perdido, esa fuerza es muy grande?, No, es una fuerza pequeña que tratará de introducir el K+, para tratar de mantener la cantidad de K+, pero esta fuerza no está sacando gran cantidad de K+, ¿Qué sucede para que el K+ no se desequilibre?, gracias a una bomba, que lo está introduciendo al interior celular así, por eso la membrana se mantiene en equilibrio, por largos períodos de tiempo, ya que lo está sacando la fuerza de concentración, y una fuerza eléctrica lo está tratando de meter, y lo completa el transporte activo, la bomba Na+/K+ ATPasa, entonces la cantidad de K que sale es igual es a la que entra.

Ni el Na+ ni el K+ esta en equilibrio.

Ahora el Cl-; ¿cuánto tiene el Cl-? Aquí dentro la membrana tiene -90 mV, y el potencial de Nernst para el Cl- tiene -90 mV, entonces 90 – 90= 0; es decir la fuerza que mueve al Cl- se mueve por difusión pasiva, tiene la misma concentración a ambos lados de la membrana.

Aquí tenemos los 3 ejemplos. Y el Cl- NO tiene transporte activo, solo se mueve por difusión pasiva a través de la membrana, el Na+ y K+ se mueve por transporte activo, por la bomba Na+/K+ ATPasa, en esta bomba esta acoplada el Na y el K, para gastar menos energía, porque sería mucho gasto de energía tener 2 bombas separadas, se gastaría mucho ATP.

Como ningún ión está en equilibrio a través de la membrana pero el potencial de membrana es estable por largo tiempo significa que las concentraciones se mantienen a expensas del transporte activo

Entonces repetimos: el potencial de membrana es un potencial eléctrico causado por difusión de los iones a través de la membrana y por supuesto en ausencia de estimulaciones; ¿Qué significa que está en reposo? Significa que la célula no está enviando ninguna señal. Bien ahora viene la pregunta más interesante: ¿si ninguno de los iones está en equilibrio, entonces de quién depende el potencial de membrana? De todos ellos porque todos se están moviendo a través de la membrana. Entonces repito: ¿hay algún ión en equilibrio en el potencial de membrana? NOOOP!! Y el potencial de membrana se mantiene constante por largo y largo tiempo hasta que llegue un estimulo y lo convierta en potencial de acción.

Entonces decimos que el potencial de membrana es una media ponderada donde los potenciales de equilibrio de los iones que difunden a través de la membrana; pero cuando yo digo ponderada que es lo que estamos ponderando? La permeabilidad de los iones. ¿Cuál es el más permeable? El POTASIO, entonces hacia donde será el potencial de membrana? El potencial de equilibrio del ión POTASIO pero por que no es? Porque no lo distribuye. Por eso decimos que el potencial de membrana es una media ponderada de todos los iones que difunden a través de la membrana, vean el potencial de membrana del ión potasio es de -96mv y el ión más permeable es el Potasio porque una pequeña cantidad de sodio lo reduce a -90mv dejando un valor intermedio entre el sodio y el potasio; pero como el ión más permeable es el potasio entonces digo que el potencial de membrana depende de:

Inversamente proporcional a las concentraciones externas del potasio.

¿Qué pasará con el potencial de membrana? Disminuye verdad porque el potasio se va quedando adentro; por eso digo que el potencial de membrana es inversamente proporcional a las concentraciones externas de potasio.

No depende para nada de las concentraciones externas del ión Sodio. ¿por qué? Porque el sodio es 100 veces menos permeable. El potencial de membrana es independiente de las concentraciones externas del ión sodio, las concentraciones de sodio exteriormente no lo modifican, pero si usted comienza a aumentar esa concentración esto se va a ser más grande y más grande y más grande y que va a pasar? que frente a un aumento de las concentraciones externas de sodio la bomba va a actuar. Qué pasa con el potencial de membrana? se va a ser netamente negativo y cuando se hace más negativo se hiperpolariza, entonces vea que cuando la membrana comienza a hiperpolarizarse a ser más negativa se está acercando al potencial del ión potasio.

El ión cloro no interfiere sobre el potencial de membrana, no estoy diciendo que no participa.