Seminario de Biopotenciales

Seminario de Biopotenciales

1. Definición e importancia de biopotenciales 

• Definición: Son las cargas eléctricas producidas por diversos tejidos corporales, especialmente el tejidomuscular durante las contracciones. Es un potencial eléctrico que puede medirse entre dos puntos en células vivientes, tejidos y organismos y que es consecuencia de algunos de sus procesos bioquímicos.

Es el potencial generado dentro de todos los seres vivos debido a diferencias iónicas que sedan entre el LIC y el LEC, esto va permitir diversos fenómenos fisiológicos. Entre los fenómenos fisiológicos que va permitir la existencia de los biopotenciales es la transmisión del impulso nervioso, contracción muscular, el transporte a través de membrana, etc.

• Importancia de los Biopotenciales en el ente biológico

Los biopotenciales son importantes porque a través de las membranas de casi todas las células del organismo existen potenciales eléctricos; algunas células como las nerviosas y musculares son excitables, quieren decir que estas células son capaces de autogenerar impulsos electroquímicos rápidamente cambiantes en sus membranas, estos son utilizados para transmitir señales a través de las fibras nerviosas de tal forma que dará como resultado una respuesta del órgano efector.

Son importantes porque mantiene la homeostasis óptima de la célula y ayudan a desencadenar los potenciales  de acción tan necesarios para la regulación de la misma.

Es esencial para entender el principio de funcionamiento de muchos instrumentos médicos, que basan se en la detección de estas señales eléctricas. Algunos de ellos como el electrocardiógrafo, el electroencefalógrafo, el electromiógrafo y el electroretinógrafo, miden directamente los biopotenciales en la superficie de la piel, que no es más que la sumatoria de los voltajes que se generan sobre cada membrana celular involucrada.

2. Definición e importancia del potencial de membrana en reposo

El potencial de membrana se sitúa cerca del potencial de equilibrio del ión que sea más permeable. La membrana en reposo es mucho más permeable al potasio que al sodio, por eso el potencial de membrana está más cerca del potencial de equilibrio del potasio que del sodio. El potasio tiende a salir de la célula porque está más concentrado dentro que fuera. Al salir potasio deja el interior más negativo, hasta alcanzar el potencial de –71 mV de reposo. Si se aumenta la concentración extracelular o se disminuye la concentración intracelular de potasio, el potencial de membrana se hace menos negativo. Puede comprobar que las concentraciones de sodio tienen una menor influencia en el potencial de membrana, debido a que la permeabilidad de la membrana en reposo al sodio es mucho menor.

 [pic 1][pic 2]

El potencial de membrana en reposo es muy importante en un tejido excitable pues mantendrá un ligero desequilibrio iónico; es decir permitirá el ingreso y salida de iones de Na + y K +, mediante bombas de los mismos. También es importante en la función de otras células no excitables como epiteliales (órganos de los sentidos) o linfáticas.

3. Origen y registro del PMR

Origen:

1. DIFUSIÓN PASIVA DEL K+ : a través de un canal proteico = - 94 mV.

Suponemos que el único movimiento a través de la membrana es la difusión de iones potasio. Debido a la elevada proporción de iones potasio entre el interior y exterior, 35 a 1, el potencial de Nernst correspondiente a esta proporción es de – 94 mV.

1. DIFUSIÓN PASIVA DEL Na+: a través de canales proteicos pero con menos permeabilidad que el K+ = + 61 mV. La proporción de iones sodio entre el interior y el exterior es de 0 a 1, lo que proporciona un cálculo para el potencial de Nernst para el interior de la membrana de + 61 mV

La combinación de ambos genera un POTENCIAL NETO de – 86 mV, se halla utilizando la ecuación de Goldman, próximo al potencial del potasio.

1. BOMBA Na+/K +: salen 3 Na+ y entran 2 K+ = - 90 mV.

Consiste en el bombeo continuo de tres iones sodio hacia el exterior por cada dos iones potasio bombeados hacia el interior de la membrana. El hecho de que se bombeen más iones sodio hacia el exterior que iones potasio hacia el interior produce una pérdida continua de cargas positivas en el interior de la membrana; esto crea un grado adicional de negatividad, el potencial de membrana neto con todos estos factores operando al mismo tiempo es de – 90 mV.

• El potencial de membrana en reposo se puede determinar por el flujo de iones a través de los canales iónicos pasivos (canales que están siempre abiertos, no dependen de la unión de un ligando o de cambios de voltaje).
• Las concentraciones de los iones dentro y fuera de la célula se mantienen gracias al equilibrio entre dos fuerzas: La química y la eléctrica
• De tal manera que existe un potencial que engloba a ambas fuerzas denominado potencial electroquímico.

Registro:

• Registro del potencial de membrana (EM) de una célula se hace mediante una pipeta intracelular conectada a un amplificador (A), el cual mide la diferencia de potencial entre la célula y el baño.
• Suele emplearse un voltímetro, que es un aparato electrónico que sirve para medir muy pequeños voltajes a pesar de la resistencia muy elevada del flujo eléctrico a través de la micropipeta, la cual está llena de una solución de electrolitos para que el voltímetro pueda recibir una respuesta.

[pic 3]

4.- IMPORTANCIA DE LA BOMBA SODIO Y POTASIO

• Regula la diferencia de concentraciones de sodio y potasio a ambos lados de la membrana. En reposo los canales están muy abiertos para el potasio. La tendencia general es equilibrarse a -70mv, y este equilibrio se produce gracias a la bomba de sodio-potasio que actúa de tal forma que tiende a equilibrar el potencial de la membrana y lo hace de la siguiente manera: Saca 3 sodios y entran 2 potasios.
• Mantiene el volumen celular.
• Mantiene la electronegatividad interna de la célula.

5. Importancia de las ecuaciones de Nernst y golman

Ecuación de Nernst:

La ecuación de Nerts está dado por el cociente de las concentraciones interiores con las exteriores de una membrana. Solo se aplica para un solo ión. El cociente que nos da como resultado, si es mayor es también mayor la tendencia del ion a difundir en una dirección determinada y así también sería mayor el potencial de Nerts necesario para impedir la difusión neta adicional.

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