Potenciales de membrana.

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El movimiento de los iones sodio y potasio determinaran el potencial eléctrico de la membrana, tanto el potencial de reposo como el potencial de acción. Si analizamos primeramente el sodio, podemos ver que tanto su gradiente eléctrico, como su gradiente químico, empujan al sodio a ingresar a la célula, porque el interior de la célula es negativo, por lo que siente mayor atracción para ingresar. El sodio en su movimiento eléctrico siempre querrá ingresar hacia el interior de la célula, por lo tanto su gradiente químico también lo empuja en la misma dirección, ya que el sodio está más concentrado en el ambiente extracelular.

Por otro lado el potasio no responde a la misma dinámica, ya que su gradiente eléctrico lo empuja a entrar hacia el interior de la célula, porque es un catión, tiene carga positiva, por lo que será eléctricamente movilizado hacia el interior que hay mayor carga negativa, pero por otro lado el gradiente químico del potasio, al estar más concentrado en el interior, lo mueve hacia el medio extracelular, y lo que ocurre es que el gradiente químico y el eléctrico se oponen, no se conoce la magnitud de las fuerzas que mueven este sistema, por lo que para determinar finalmente si es que la gradiente química y la gradiente eléctrica del potasio, o de cualquier ion, se igualan, o mejor dicho cuál es la magnitud eléctrica que iguala al gradiente químico, se utiliza la ecuación de nernts.

Esta ecuación nos dice cuál es el potencial del gradiente eléctrico que necesitamos para detener, para equilibrar las fuerzas del gradiente químico para un ion, está dado por la concentración del ion, tanto intra como extracelular. Se utiliza para determinar cuál es el gradiente eléctrico necesario para equilibrar las magnitudes y que el flujo sea igual a cero.

No solo encontraremos iones que aportan su carga en esta interacción de cargas y concentraciones, también encontraremos proteínas, fosfolípidos, aminoácidos, etc, que tienen carga pero que no pueden atravesar las membranas, estas cargas también interactuarán en el potencial de membrana.

El potencial de membrana en reposo se parece más al potencial de equilibrio del potasio, pues la permeabilidad del potasio es 25 veces mayor que la del sodio en reposo, recordemos que el potencial de equilibrio del potasio es negativo y el potencial de equilibrio del sodio es positivo. Siendo el potencial de membrana -72 mini volt, este potencial no es igual al del potasio porque también interacciona el potencial del sodio.

Cuando la célula está excitada, a las permeabilidades dadas por los canales de fuga se agregan las permeabilidades dadas por los canales dependientes de voltaje. El potencial de membrana en reposo puede cambiar, ya que puede aumentar la permeabilidad para uno u otro ion, cambiando así el potencial de membrana.

Entonces, durante el estado de reposo, la membrana es permeable principalmente a potasio, casi 25 veces más que para el sodio, así el potencial de membrana se parece al valor de equilibrio para el potasio. Y durante el potencial de acción de la membrana plasmática de la neurona es permeable principalmente a sodio, mucho más permeable a sodio que para potasio, así el potencial de membrana alcanza valores cercanos al equilibrio para el sodio.