Potenciales de membrana.

Potenciales de membrana

Los movimientos de solutos a través de una membrana se gobernaran dependiendo de sus fuerzas químicas o gradientes químicas, como también sus gradientes eléctricos.                                                           El gradiente químico será para solutos sin carga, que se pueden mover a través de una membrana permeable, esto siempre sucederá desde una zona de alta concentración a una zona de baja concentración, buscando siempre el equilibrio en las concentraciones de ambos compartimientos, se logra igualar las concentraciones en ambos compartimientos, una vez que se hayan igualado las concentraciones, seguirá habiendo movimiento a través de la membrana pero el cambio de concentraciones se mantendrá constante.                                                                                                                       La velocidad del gradiente estará dada por los transportadores de membrana, a mayor número de transportadores mayor velocidad del gradiente químico.

Para una molécula con carga, como los electrolitos, el paso a través de la membrana estará dado por su gradiente químico, es decir gradiente de concentración, y su gradiente eléctrico, o sea el movimiento del ion que tiene carga, hacia una zona que tiene la carga opuesta, pues los polos opuestos se atraen, las moléculas negativas de un compartimiento cargado negativamente, pasarán al compartimiento cargado positivamente, el movimiento terminará cuando la gradiente de energía electroquímica es cero, es decir cuando se llega a un equilibrio electroquímico, la carga neta de un compartimiento debe llegar a cero, en un tiempo infinito se llega a una igualdad en ambos compartimientos, tanto en el número de moléculas como en la carga de sus moléculas.

En sistemas biológicos, tenemos la membrana plasmática que separa el ambiente extracelular del ambiente intracelular, esta no es permeable a los iones, o tiene una muy baja permeabilidad en reposo, esto significa que habría una disparidad de las cargas, esta disparidad está dada por la acción de la bomba sodio potasio ATPasa, que genera una mayor concentración de sodio en el medio extracelular (leq), y una mayor concentración de potasio en el medio intracelular (liq). Si esta impermeabilidad de la membrana plasmática se perdiera, los iones podrían atravesar libremente las membranas en busca del equilibrio tanto del gradiente como el equilibrio eléctrico, por lo que el potencial de membrana sería igual a cero, entiéndase este potencial como la diferencia de cargas entre el liq y el leq.

La bomba sodio-potasio ATPasa, que está densamente poblada de las membranas plasmáticas, mediante la acción de esta bomba encontraremos como producto una mayor concentración de sodio en el medio extracelular (145 mM), comparado con el liq (12 mM), y una mayor concentración de potasio en el intracelular (150 mM), comparado con la concentración de potasio en el leq (5 mM), el cloro así mismo también estará mucho más concentrado en el leq (125 mM), comparado con el liq (9 mM), y el calcio estará mucho mucho más concentrado en el leq (2.5 mM), comparado con el liq (0.0001 mM), el calcio siempre querrá entrar al medio intracelular. Todos los iones una vez que aumenten su permeabilidad, o si es que esta permeabilidad aumenta, buscarán encontrar su equilibrio tanto eléctrico como químico.

Esta disparidad inicial de las cargas, donde el ambiente intracelular es negativo, comparado con el extracelular, la conocemos como potencial de membrana en reposo, y es negativo, si comparamos el intracelular con el extracelular, esto está determinado por la diferencia de concentración de iones de uno y otro lado de la membrana, y la permeabilidad selectiva para el movimiento de estos iones.

En una célula de mamífero el potencial de membrana en reposo esta entre los -70 mili voltios (carga del leq respecto el liq) y los -90mV (diferencias eléctricas muy bajas que no representan gran magnitud, comparado con pilas, por ejemplo). Esta pequeña diferencia de cargas genera unas gradientes en iones que después en excitabilidad será importante para encontrar cambios en la membrana y en el movimiento de iones, el cual es la base de la comunicación celular eléctrica.

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