Potencial de membrana
Por ejemplo, KCl (cloruro de potasio), una sal, en medio acuoso se disocia en K+y Cl- en relación 1:1, compensando las cargas positivas de los cationes potasio con las negativas de los aniones cloruro, por lo que la disolución será eléctricamente neutra.
Sin embargo, como hay más iones en el compartimento 1, inicialmente fluirán más iones K+ del 1 al 2 que del 2 al 1.
a través de la membrana y un campo eléctrico E, que retarda el flujo de iones positivos del compartimento 1 al 2 y que acelera su flujo del compartimento 2 al 1.
En este sistema, tras un tiempo se alcanzará el equilibrio dinámico en el que exista un flujo de K+ idéntico del 2 al 1 como del 1 al 2.
Aquí k es la constante de Boltzmann y la T la temperatura absoluta.
La magnitud kT es proporcional a la energía cinética media de los iones en solución y
La magnitud eV es proporcional al flujo neto de iones debido a la diferencia de potencial.
Así, la ecuación antes citada es la condición para que estos dos flujos sean iguales y opuestos.
Considerando que ambas concentraciones estén en equilibrio, y aplicando la fórmula anterior podemos deducir el potencial de membrana en reposo: donde este -89,2 mV teórico coincide aproximadamente con las mediciones en reposo efectuadas por técnicas de medición por microelectrodos en células vivas, de lo cual se deduce que las concentraciones de
[5] De ahí que varíe tanto el potencial de membrana en estos casos: por ejemplo, una neurona puede despolarizarse hasta 30 mV, incrementando el potencial en más de 120 mV.
Tal como se vio anteriormente, la ecuación de Nerst solo calcula el potencial de difusión para un ion en particular, es decir, se asume que en el medio externo sólo existe un tipo de iones (por ejemplo: Na+).
Se sabe que tanto en los medios intra y extra celular existen múltiples iones tales como: Na+, K+, Cl-, Mg2+, entre otros, por lo tanto es necesario disponer de una fórmula que calcule dicho potencial para todos los iones presentes en el líquido extracelular.
Se sabe que la membrana celular es permeable a múltiples iones diferentes, por lo tanto al momento en que dichos iones difunden se genera un potencial de membrana que depende de tres factores: La Ecuación de Goldman (también llamada de Goldman - Hodgkin - Katz) calcula el Potencial de la membrana en el interior de la célula cuando participan dos iones positivos univalentes (K+ y Na+) y un ion negativo también univalente (Cl-).
** donde: - C = Concentración del ion - P = Permeabilidad de la membrana al ion Aclaraciones: El potencial de membrana no es el mismo en todas las células, dependiendo del origen de las mismas.
Existen células que tienen -50 mV y otras, como por ejemplo las musculares, que oscilan entre -50 y 60 mV.
En el organismo existen dos espacios: el extracelular y el intracelular.
En el extracelular o líquido intersticial, el anión más abundante es el ion cloruro.
En el medio intracelular o citoplasma, los aniones más abundantes son las proteínas, que en las condiciones del pH celular interno, están ionizadas negativamente por liberación de iones hidrógeno, H+.
El desequilibrio iónico que produce la polarización de la membrana es debido a la distinta permeabilidad que presenta frente a cada uno de estos iones.
El ion de potasio atraviesa la membrana libremente; la permeabilidad para el sodio es menor, y además es expulsado por medio de un transporte activo llamado bomba de sodio-potasio.
Las proteínas, debido a su tamaño, no pueden atravesar libremente la membrana.
La existencia de este potencial de membrana es imprescindible para el origen y transmisión del impulso nervioso.
