Fisiología del Sistema Nervioso

Fisiología del Sistema Nervioso Trabajo Práctico N 1

MEDICIÓN DEL POTENCIAL DE MEMBRANA (Vm) DE UNA FIBRA MUSCULAR EN EL ESTADO DE REPOSO: INFLUENCIA DEL ION POTASIO (K+) SOBRE EL Vm.

Objetivo: Observar los cambios en el potencial de reposo producidos por variaciones en la concentración extracelular de K+. Analizar los resultados obtenidos en base a los conceptos discutidos en los Seminarios.

Generalidades: Bernstein en 1902 predijo que la distribución asimétrica de iones era capaz de generar potenciales de membrana (en aquellos días no era posible medirlos con exactitud). La teoría de la electrodifusión de Nernst y Planck formaliza esta idea y asume que los Vm derivan de la distribución asimétrica de iones a uno y otro lado de la membrana plasmática ocasionada por la presencia de aniones no permeables en el citoplasma celular.

Afuera ... [K]o = [Cl]o y Adentro ... [K]i = [Cl]i + [A] ambos electroneutros

En el estado de reposo [K]o/[K]i = [Cl]i/[Cl]o

[K]i = [K]o/[K]i * [Cl]o + [A]

[K]i = [K]o2/[K]i + [A] o [K]i2 = [K]o2 + [A] * [K]i

de donde [K]i > [K]o y [Cl]o > [Cl]i

Las concentraciones de K+ y Cl- dentro y fuera de la fibra muscular siguen muy estrechamente la relación Donnan. En este caso el equilibrio osmótico se mantiene por un exceso de sodio que posee una permeabilidad muy restringida. Además, debe recordarse que un mecanismo que involucra bombas de Na+/K+ opera a la vez sobre los procesos de distribución iónica.

La ecuación de Nernst-Planck:

EK+ = RT/zF * ln [K]o/[K]i R = 8.23 J/K * mol

Z = valencia del ión (con su signo)

ECl- = RT/zF * ln [K]o/[K]i F = 96500 Coulombs

Eión = potencial de equilibrio

La ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz

E = RT/zF * ln PK [K]o + PNa [Na]o + PCl [Cl]i /PK [K]i + PNa [Na]i + PCl [Cl]o

Desarrollo:

Medición del potencial de membrana en el reposo y observación de su dependencia con la variación de la concentración de potasio extracelular. La medición se llevará a cabo manteniendo el producto [K]o * [Cl]o constante.

Utilización de simulaciones en computadora basados en la hipótesis del “electrodo de potasio” (uso de la ecuación de Nerst) y en la hipótesis alternativa (Goldman, Hodgkin y Katz).

Análisis de los resultados experimentales en función de las hipótesis planteadas.

Materiales y Métodos:

Preparación

Se utilizarán ratones de aproximadamente 30-40g de peso. Se sacrifica al animal por dislocación cervical, luego se diseca el músculo diafragma en una caja de petri con base de Sylgard en Ringer fosfato pH 7.4, a temperatura ambiente. El músculo

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