BIOFISICA

BIOELECTRICIDAD

1.- ¿4.5 mEq de Ca2+tienen la misma carga que 4.5 mEq de K+?

K = 3.5 – 4.5 mEq/Lt

Ca= 4.5-5.5 mEq/Lt

2.- ¿El valor de potencial de Nernst de un ion puede ser afectado con la temperatura?

Si puede ser afectado, porque para trabajar con logaritmos decimales, en lugar de variables de logaritmo natural (ln) se debe multiplicar la temperatura (K°), por el ln por tanto la temperatura modificara el resultado.

3.- En la tabla se indican las concentraciones iónicas de dos tipos de células de mamífero y del medio que las rodea (extracelular). Calcule la relación iónica entre el exterior y el interior celular. ¿Qué significado tiene? Calcule el potencial de equilibrio para cada ión. Analice los resultados. Considere la temperatura igual a 37ºC. (Nota r= 8.314 J x K−1 x mol−1; F= 9.648 ×10 4 c x mol−1)

Fibra muscula

Ión [Ión]ext (mEq/l) [Ión]int (mEq/l)

EXT/INT Eion (mV)

Na+

145 12 12 66.5

K+

4.5 155 0.029 -94.5

Ca2+

1 10-4 104 123

Cl- 116 4.2 27.6

-88.6

Células somáticas

Ión [Ión]ext (mEq/l

[Ión]int (mEq/l)

EXT/INT Eion (mV)

Na+

145 15 9.66 60.59

K+

4 120 0.033 -90.8

Ca2+

1 10-4 104 123

Cl-

123 20 6.15 -48.5

Si hay buena relación iónica entre el interior y el exterior de a célula, es por ello que hay un buen desarrollo de la bomba sodio potasio (Na+ - k+).

4.- Teniendo en cuenta los datos de concentración iónica de Na+, K+ y Cl- de las dos células del ejercicio anterior:

a) calcule el Vm resultante de acuerdo a la ecuación de Goldman Hodgkin y Katz considerando que la relación entre las permeabilidades son: para Na+ 0,03 (siendo 1 para el K+ y el Cl-). Indique con flechas en los siguientes esquemas hacia donde espera que haya flujo neto para cada ión si considera los potenciales de membrana calculados

Fibra muscular

Vm= ln

Vm= 61.5log

Vm= 61.5log

Vm=61.5log

Vm= 61.5 (-1.3179) Vm=-80.14 mv.

Célula somática

Vm= 61.5log

Vm=61.5 (-0.933)

Vm=-57.43 mv

Fibra muscular Célula somática

Vm= -57.43mv

Vm= -80.14 mv.

Calcule nuevamente el Vm de acuerdo a la ecuación de Goldman Hodgkin y Katz considerando ahora que la relación entre las permeabilidades son: para Na+ 10 (siendo 1 para el K+ y el Cl ). ¿Qué significado tiene el resultado obtenido?

Fibra muscular

Vm= 61.5log

Vm= 61.5log

Vm= 61.5log 1458.7/391

Vm= 61.5log 3.73069

Vm =35.17 mv

Célula somática

Vm= 61.5log

Vm= 61.5log

Vm= 61.5log 1474/ 393

Vm= 61.5log 3.7506

Vm= 61.5log 0.574

Vm= 35.30 mv

Tarea

1. Explique qué ocurre con el potencial de acción cuando se incrementa la corriente de despolarización

Aumenta la movilidad de generación del potencial de acción, resultante en el potencial de membranas activa los canales de sodio Na+ dependiente de voltaje.

2. Explique lo que ocurre con el potencial de acción cuando se incrementa el potencial de del equilibrio de K+. Grafique la conductancia.

Cuando la contracción del K+, es muy alta dentro de la célula y muy baja fuera de ella esto se llama permeabilidad selectiva a los iones de k+ pero no a los de Na++, a causa del enorme gradiente de concentración entre el K+ intercelular y el extracelular, los iones de K+ muestran fuerte tendencia para difundirse hacia afuera.

3. Al difundirse se llevan consigo cargas positivas hacia el exterior generando un grado de Explique porque se desplaza el potencia de acción hacia la izquierda cuando se incrementa el potencial de equilibrio del Na+. Grafique la conductancia.

Cuando hay una concentración muy baja de iones de sodio fuera de la membrana y una concentración muy baja de sodio en el interior. Estos iones también tiene carga positiva y la membrana es muy permeable al sodio e impermeable a otros iones. Esta es la diferencia de concentración de iones a través de una membrana con permeabilidad selectiva puede generar un potencial de membrana en condiciones apropiadas.

4. Determine y explique cuáles son las variables de las ecuaciones de Hodgkin – Huxley están gobernadas.

La ecuación de Hodgkin – Huxley es aplicable a membranas permeables o múltiples iones.

Hodgkin y Huxley comenzaron por reemplazar el sodio extracelular por un catión más grande y no permeable, como la colina. Con esto, fueron capaces de eliminar la corriente de entrada y pudieron determinar que ésta efectivamente era producida por el ion sodio.

5. Explique lo que sucede con el potencial de acción cuando disminuye la conductancia del Na+ ¿porque?

Si disminuye la concentración de Na+ extracelular lo que va pasar es que voy a disminuir el potencial electroquímico extracelular, esto va hacer con que parte de las moléculas de Na+ intracelular vayan hacia el espacio extracelular, dejando el espacio intracelular con un potencial eléctrico más NEGATIVO. El problema ahora es, para que el estímulo nervioso llegue al umbral del PA (potencia de acción)le va a costar mas, debido que el PM(potencial de membrana) intracelular es más negativo, eso va hacer con que haya una depresión del sistema nervioso, le va a costar mas que llegue al PA.

6. Porque se desplaza hacia adelante el potencial de acción cuando aumenta la concentración de k+ ¿Qué sucede con el potencial de hiperdespolarización en este caso?

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