Biopotenciales

1. Defina Potenciales:

Expresión de la energía que participa en la transferencia de una carga eléctrica.

Que existe o está en condición de estar en acción pero que todavía no está activo.

Trabajo por unidad de carga necesario para mover un cuerpo cargado en un campo eléctrico desde un punto de referencia hasta otro punto, medido en volteos.

También llamado impulso eléctrico, una onda de descarga eléctrica que viaja a lo largo de la membrana celular.

2. Definición Biopotenciales:

Cargas eléctricas producidas por diversos tejidos corporales, especialmente el tejido muscular durante las contracciones.

En las células, es la capacidad de transmitir impulsos electroquímicos a lo largo de sus membranas; especialmente en las células nerviosas y musculares, también llamadas “células excitables”.

3. Importancia de los biopotenciales en el ente biológico:

Su importancia consiste que al conocer las actividades eléctricas de las células y sus potenciales, vamos a poder diagnosticar el buen o mal funcionamiento de la fuerza muscular y los movimientos que estos añaden.

Además de ayudar a medir la velocidad de desplazamiento de un estímulo eléctrico; permite detectar con suma precisión el grado de compresión o de sufrimiento de los nervios.

4. Potenciales de membrana, definiciones:

Es una diferencia de potencial, o de carga eléctrica generada por la diferente concentración de iones debido a la permeabilidad de estos; entre el interior y el exterior de todas las células del organismo.

Se produce en la mayoría de las células del cuerpo con diferentes valores

El potencial de membrana es el resultado de una carga eléctrica distribuida irregularmente a través de la membrana y es un requerimiento absoluto para el funcionamiento normal del Sistema Nervioso.

5. Explique la importancia del PMR en un tejido excitable:

Porque este genera un cierto equilibrio en el cual la membrana se mantiene en reposo, no se excita, por el contrario si no existiera el PMR generaría una inestabilidad y la membrana se excitaría en cualquier momento y con cualquier estimulo.

Porque va a permitir que el tejido vivo pueda responder a cualquier estímulo y que este se propague. Además, permitirá que el cuerpo sepa defenderse ante cualquier agente nocivo.

6. Explique el origen del potencial de membrana en reposo (PMR):

Su origen radica en 3 factores:

o Presencia de bombas de sodio y potasio en membrana celular; el sodio es expulsado hacia afuera y el potasio hacia adentro.

o Mayor permeabilidad celular para el potasio que para el sodio (50 a 100 veces).

o Presencia de aniones con carga negativa con dificultad para difundir a través de la membrana.(proteínas y fosfatos)

Como se ha dicho, el origen del potencial de reposo es un ligero exceso de cationes, no compensados por aniones, en el exterior de las células. La acción de la bomba sodio, una ATPasa que transporta activamente (contra gradiente) Na+ al exterior y K+ al interior de la célula, con consumo de energía en forma de ATP.

Todas las células poseen una bomba de sodio que siempre es una proteína intrínseca de la membrana plasmática.

Cuando una célula está en reposo (no estimulada ni excitada) los canales de potasio están abiertos, el potasio tenderá a salir hacia el exterior (iones de K), son cargas positivas por tanto el interior celular será negativo respecto al exterior celular.

7. Explique el porqué de la negatividad del PMR:

La salida de K+ hacia la parte extra celular ocasiona que la parte intracelular se convierta en negativa.

Se debe a los iones de proteína, iones de sulfato e iones de fosfato; que son aniones no difusibles presentes en el interior de la célula.

Comportamiento del Na+ como un ion efectivamente impermeable en reposo.

8. Importancia de la bomba Sodio/Potasio:

La bomba expulsa 3 iones de Na+ e introduce 2 de K+ por cada molécula de ATP hidrolizada. Esta diferencia de cargas iónicas genera una corriente eléctrica (bomba electrógena).

Efecto hiperpolarizante: debido al transporte neto de una carga positiva hacia afuera por ciclo, esto hace que el P.M. sea unos 2 o 3 mv más negativo.

Además, mantiene bajos niveles de Na+ intracelular.

9. Explique el registro del PMR

El electrodo de vidrio tiene una punta de 0.5 un de diámetro, montado en un micro manipulador, atraviesa la membrana celular virtualmente sin modificar la integridad de la célula.

El sistema de registro mide la diferencia de potencial entre el interior de la célula (electrodo de vidrio) y el electrodo de referencia (ER) que se encuentra en el espacio extracelular.

Habitualmente el medio conductor del electrodo de vidrio es una solución de KCl 3 mol/l, la cual está en contacto con un alambre de plata clorurado (Ag-AgCl) conectado al sistema de registro que generalmente está formado por un preamplificador de alta impedancia y un osciloscopio.

10. Explique el potencial de difusión:

11. Con ejemplos explique cómo se determina el PM en un tejido excitable:

Para determinar el P.M. se requiere de 2 ecuaciones

Ecuación de NERNST:

 FEM = +61 log Concentración interior

Concentración exterior

 FEM: Fuerza electromotriz

o Ejemplo: se quiere determinar el potencial de equilibrio para el ion Na+

 FEM = -61 log (Na+ C.I.) / (Na+ C.E.)

 = -61 log 10/142

 = +61 mv

Ecuación de GOLDMAN

o Ejemplo: En fibras musculares de una rana, la relación de permeabilidades es:

 PK : PNa : PCl : 1 : 0.01 : 2.

o Introduciendo estos valores y los de las concentraciones iónicas en la ecuación se obtiene:

 Em = 58 log 2.5 + 0.01 x 120 + 2 x 3.1

 140 + 0.01 x 15 + 2 x 121

 = - 92.0 mV

12. Cómo interpreta la ecuación de Nerst y su importancia en la determinación del PM de un tejido excitable:

El nivel de potencial a través de la membrana que se opone exactamente a la difusión neta de unión específico a través de

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