Calculadora del Potencial de Membrana y Simulador del Potencial de Acción

 

⚡ Fisiologia DJ Calculadora del Potencial de Membrana y Simulador del Potencial de Acción ⚡

Ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz

¿Sabías que la ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz es de gran utilidad en fisiología para calcular el potencial de membrana? Describe el potencial de membrana en estado estacionario cuando la membrana es permeable a múltiples iones (Na⁺, K⁺, Cl⁻ y Ca²⁺). El voltaje obtenido representa un equilibrio dinámico donde el valor está determinado por el promedio ponderado de los potenciales de equilibrio iónico de cada ion y las respectivas permeabilidades relativas.

1. Si deseas obtener el POTENCIAL DE MEMBRANA selecciona: Modo Estático.
2. Si deseas simular un POTENCIAL DE ACCIÓN selecciona: Modo Dinámico.

✨ Selecciona el modo

🔹 Modo Estático (Potencial de Membrana) 🔹 Modo Dinámico (Simulación de Potencial de Acción)

1. Elige la 🌡️ temperatura a la que quieres trabajar.
2. Establece las 📊 permeabilidades de la membrana celular para cada ion.
3. En la sección de resultados observarás los ⚡ POTENCIALES DE EQUILIBRIO para cada ion, el ⚡ POTENCIAL DE MEMBRANA, la 📊 contribución de las concentraciones iónicas al valor del potencial de membrana y el 📊 número aproximado de iones que se mueven.
💡 Los valores iniciales estan establecidos por defecto en valores fisiológicos aproximados. Los resultados se actualizan AUTOMÁTICAMENTE.

🧪 Concentraciones iónicas (mM)

📤 Extracelular

Na⁺ fuera K⁺ fuera Cl⁻ fuera Ca²⁺ fuera

📥 Intracelular

Na⁺ dentro K⁺ dentro Cl⁻ dentro Ca²⁺ dentro

🌡️ Temperatura

37°C

📊 Permeabilidades Relativas

Permeabilidad para Na⁺

Permeabilidad para K⁺

Permeabilidad para Cl⁻

Permeabilidad para Ca²⁺

🔍 Resultados

Vm = -- mV

💡 El Potencial de Membrana está determinado por el promedio ponderado de los Potenciales de Equilibrio Iónico y las Permeabilidades Relativas.

⚡ Potenciales de equilibrio iónico

Na⁺: -- mV

K⁺: -- mV

Cl⁻: -- mV

Ca²⁺: -- mV

📈 Contribución de las concentraciones iónicas

🚀 Iones desplazados

💡 Cantidad aproximada de iones que se desplazarían debido a los cambios en la concentración. Se toma como estado inicial los valores por defecto (potencial de membrana de referencia: -74.7 mV). Solo se consideran los cationes predominantes: Na⁺ y K⁺.

--

Es importante mencionar que en el interior de la célula existen cargas negativas que no pueden salir e incluyen entre otros a proteínas, fosfatos como el ATP y ácidos nucleicos como el ADN, que en conjunto son denominados ANIONES INTRACELULARES NO DIFUSIBLES. En reposo, esta carga negativa esta equilibrada por iones con carga positiva como el potasio (K⁺) y el sodio (Na⁺). Los aniones intracelulares no difusibles son la razón por la que el potasio se mantiene en altas concentraciones en el interior de las células, en condiciones normales el potasio que sale de la célula deja a los aniones intracelulares no difusibles parcialmente descompensados, lo que ocasiona que el interior se vuelva negativo, de esta forma estos participan directamente en el establecimiento del potencial de membrana en reposo.

📐 Ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz

$$V_m = \frac{RT}{F} \ln\left(\frac{ P_{\text{Na}}[\text{Na}^+]_{\text{fuera}} + P_{\text{K}}[\text{K}^+]_{\text{fuera}} + P_{\text{Cl}}[\text{Cl}^-]_{\text{dentro}} + P_{\text{Ca}}[\text{Ca}^{2+}]_{\text{fuera}} }{ P_{\text{Na}}[\text{Na}^+]_{\text{dentro}} + P_{\text{K}}[\text{K}^+]_{\text{dentro}} + P_{\text{Cl}}[\text{Cl}^-]_{\text{fuera}} + P_{\text{Ca}}[\text{Ca}^{2+}]_{\text{dentro}} } \right)$$

• R = 8.314 J/mol·K
• T = temperatura en Kelvin
• F = 96485 C/mol
• P = Permeabilidad
• [ion] = Concentración del ion
• dentro = Intracelular
• fuera = Extracelular

🩺 Concentraciones fisiológicas aproximadas (mM)

Ion	Intracelular (mM)	Extracelular (mM)
Sodio (Na⁺)	10 - 12	135 - 145
Potasio (K⁺)	140 - 150	3.5 - 5
Cloro (Cl⁻)	4 - 20	100 - 110
Calcio (Ca²⁺)	0.0001 - 0.0002	2.0 - 2.6

💡 Nota: La concentración intracelular de Ca²⁺ es ~100 - 200 nM (0.0001 - 0.0002 mM).

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🔥 Simulación de Potencial de Acción 📈

1. ⚗️Establece las concentraciones iónicas dentro y fuera de la célula que deseas emplear en tú simulación.
2. Elige la 🌡️temperatura y la ⏱️duración total de la simulación.
3. Selecciona el escenario 🧠fisiológico según el número de iones que deseas emplear.
4. Para cada ion, 🛠️ajusta: tiempo de inicio, cambio de permeabilidad (apertura), duración de la apertura, cambio de permeabilidad (cierre), duración del cierre.
5. Presiona 🚀INICIAR SIMULACIÓN.
📚 Aprende, descubre y diviértete creando un potencial de acción. ✨En Fisiología DJ esperamos que esta simulación que hemos preparado para ti sea de tu agrado y que disfrutes intentando obtener un potencial de acción. 📜Esta aplicación es gratuita y los resultados mostrados son simulaciones aproximadas creadas solo para fines educativos.

🧪 Concentraciones iónicas para la simulación (mM)

📤 Extracelular

Na⁺ fuera K⁺ fuera Cl⁻ fuera Ca²⁺ fuera

📥 Intracelular

Na⁺ dentro K⁺ dentro Cl⁻ dentro Ca²⁺ dentro

🌡️ Temperatura

37°C

⏱️ Duración total de la simulación (ms)

50 ms

🔹 Selecciona el escenario fisiológico

Permeabilidades de sodio y potasio Permeabilidades de sodio, potasio y cloro Permeabilidades de sodio, potasio/calcio Permeabilidades de sodio/potasio y calcio

📊 Puedes emplear este escenario para simular potenciales de acción básicos de 🧠 neuronas y células 💪 musculares esqueléticas (Na⁺, K⁺)

🩺 Gracias por visitarnos. Puedes emplear esta calculadora gratuitamente y compartirla si así lo deseas.🔹En Fisiología DJ podrás encontrar una gran cantidad de videos e información que te será de utilidad para todos tus cursos. 🙏 Agradecemos profundamente a DeepSeek y a su asistente Shēn Sī (深思) por la invaluable ayuda en el desarrollo e implementación de este Script. Este proyecto es prueba de que cuando el pensamiento profundo se une a la creatividad, el conocimiento trasciende y florece. 📜 Esta calculadora es de uso libre para fines educativos.

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Calculadora del Potencial de Equilibrio Iónico

 

Fisiología DJ ⚡Calculadora del Potencial de Equilibrio Iónico⚡
Ecuación de Nernst

💡 ¿Sabías que la ecuación de Nernst es de gran utilidad en fisiología? Esta ecuación nos permite calcular el potencial de equilibrio iónico, este valor representa la energía eléctrica que compensa a la energía química. El conocer el ⚡potencial de equilibrio nos permitirá entender mejor el potencial de membrana en reposo y el potencial de acción. Cuando se alcanza el voltaje del ⚡potencial de equilibrio iónico, el flujo neto del ion es cero.

📚 Instrucciones: 🔹1. Elige el ion de tu interés (puedes elegir entre sodio, potasio, cloro o calcio). 🔹2. Elige la concentración intracelular y extracelular. 🔹3. Elige la temperatura de tu preferencia. 🤩 Observa cómo se actualizan el potencial de equilibrio iónico en milivolts (mV) y la representación gráfica del potencial de equilibrio con respecto a las concentraciones.

🧪 Cálculo del Potencial de Equilibrio Iónico ⚡

🔬 Ion: Na⁺ (Sodio) K⁺ (Potasio) Cl⁻ (Cloro) Ca²⁺ (Calcio) 📤 Concentración extracelular (mM): 📥 Concentración intracelular (mM): 🌡️ Temperatura (°C): 37°C

E = -- mV

📐 Ecuación de Nernst:

$$E_{\text{ion}} = \frac{RT}{zF} \ln\left(\frac{[\text{ion}]_{\text{ext}}}{[\text{ion}]_{\text{int}}}\right)$$

En esta ecuación:
• R = 8.314 J/mol·K
• T = temperatura en grados Kelvin
• z = valencia del ion
• F = 96485 C/mol

🔄 Cálculo de la Concentración a partir de un Pontencial de Equilibrio Iónico ⚡

💡 Instrucciones: 🔹1. Elige el ion. 🔹2. Selecciona qué concentración deseas calcular (intracelular o extracelular). 🔹3. Ingresa la concentración de referencia (la concentración del ion que estará fija en el lado opuesto al que quieres calcular). 🔹4. Ingresa el potencial de equilibrio deseado. 🔹5. Presiona el botón "Calcular concentración".🤩 Observa el resultado obtenido y su representación gráfica.

🔬 Ion: Na⁺ (Sodio) K⁺ (Potasio) Cl⁻ (Cloro) Ca²⁺ (Calcio) 🎯 ¿Qué concentración deseas calcular?

Intracelular ([ion]int) Extracelular ([ion]ext)

📋 Concentración de referencia (mM): ⚡ Potencial de equilibrio deseado (mV):

🩺 Concentraciones Iónicas Fisiológicas Aproximadas (en mM)

📊 Puedes emplear estos valores para conocer cuáles son los ⚡potenciales de equilibrio aproximados en condiciones normales.

Ion	Intracelular (mM)	Extracelular (mM)
Sodio (Na⁺)	10 - 12	135 - 145
Potasio (K⁺)	140 - 150	3.5 - 5
Cloro (Cl⁻)	4 - 20	100 - 110
Calcio (Ca²⁺)	0.0001 - 0.0002	2.0 - 2.6

💡 Nota: La concentración intracelular de Ca²⁺ es ~100 - 200 nM (0.0001 - 0.0002 mM).

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