Introducción.
La diferencia de carga eléctrica que existe en las
células es un indicador de que en su membrana y en su interior se están
llevando a cabo diferentes procesos para establecer una diferencia en su
composición intracelular con respecto al medio extracelular. El potencial de membrana en reposo es un estado en el cual cualquier célula sea animal o vegetal, incluso las bacterias son capaces de mantener una diferencia de carga o potencial entre el interior y el exterior. En este proceso participan las proteínas intracelulares, los gradientes de concentración de los iones presentes en el líquido intracelular y extracelular (principalmente el gradiente de potasio debido a que tiende a llevar la carga de la célula hacia su valor de potencial de equilibrio), canales iónicos de fuga, la bomba sodio potasio y canales de cloro. Durante este estado la célula puede mantener además de la diferencia de carga, su trabajo metabólico, sus procesos enzimáticos, su equilibrio osmótico y sus gradientes químicos, en este estado proteínas como las acuaporinas, los transportadores y acarreadores de soluto están trabajando en niveles basales. En las células excitables, además, durante este estado se establece un medio adecuado para que los canales dependientes de voltaje permanezcan cerrados y listos para responder a un estímulo.
En condiciones
normales en neuronas, células musculares y algunas endocrinas esto es la base de su
excitabilidad y permite que se lleven a cabo respuestas de tipo eléctricas que
pueden terminar generando una gran cantidad de procesos que vemos en los seres
vivos. Continua con la lectura y en unas cuantas “fisioturas” analiza con
nosotros lo esencial del potencial de membrana en reposo, que es la base de la
excitabilidad celular.
Encontrando un potencial de reposo.
Vamos a representar con la siguiente fisiotura a una
célula que descansa plácidamente, una forma muy sencilla de determinar si una
célula posee actividad eléctrica es a través del uso de un instrumento que nos permita
medir una diferencia de voltaje entre el interior de nuestra célula y el
exterior de la misma, si contamos con un aparato de este tipo podemos colocar
una terminal en el líquido extracelular y otra en el intracelular, así tendremos
tres opciones, la primera que el aparato no encuentre diferencia de voltaje y
por lo tanto marque cero, la segunda que indique un valor positivo, y la
última, que se muestre un valor negativo.
Para tener un control podemos colocar las dos
terminales de nuestro instrumento en el exterior y tomar una primera lectura,
con esto veremos que el aparato mostrara un valor de cero, es decir que no
existe diferencia de carga debido a que entre ambas terminales no existe una
diferencia de voltaje.
Lo mismo ocurrirá si colocamos las dos terminales en
el interior de la célula.
Sin embargo, si colocamos una de las terminales en
el interior de la célula y la otra la conservamos afuera, el aparato indicara
que el interior es negativo, esto nos muestra que existe una diferencia de
voltaje entre el interior y el exterior de nuestra célula.
Este valor es
diferente para cada célula que tomemos, incluso lo podemos encontrar en células
no necesariamente animales, el valor dependerá de diversos factores, entre los
más importantes que podemos mencionar están la composición del interior y el
exterior, y la temperatura.
Los gradientes iónicos son de vital importancia en el establecimiento del potencial de membrana en reposo y en la generación del potencial de acción, cuando los iones se mueven a través de los diferentes canales iónicos lo harán siguiendo su gradiente de concentración e intentando alcanzar su potencial de equilibrio iónico, este valor es de gran importancia ya que limitara el movimiento del ion para evitar que se equilibren las concentraciones a ambos lados de la membrana y al mismo tiempo hará que el voltaje cambie. El valor final del potencial de equilibrio está afectado por la temperatura y la valencia del ion, además de factores como la carga y la constate universal de los gases tal y como lo establece la ecuación de Nernst.
A continuación, te dejamos el enlace a nuestra calculadora del potencial de equilibro iónico donde puedes comprobar cómo afecta al voltaje los cambios en la concentración a nivel intracelular y extracelular, así como la temperatura en iones como el sodio, el potasio, el cloro y el calcio. Podrás consultar aquí también la ecuación de Nernst.
Potencial de equilibrio iónico
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