RT. Fisiología

Capítulo 1  Fisiología celular

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IV. POTENCIAL DE DIFUSIÓN, POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO Y POTENCIAL DE ACCIÓN A. Canales iónicos ■■ Son proteínas integrales que abarcan el espesor de la membrana y, cuando están abiertos, per- miten el paso de determinados iones. 1. Los canales iónicos son selectivos ; permiten el paso de algunos iones, pero no de otros. La selec- tividad se basa en el tamaño del canal y la distribución de las cargas que lo revisten. ■  ■ Por ejemplo, un canal pequeño que esté revestido de grupos con carga negativa será selectivo para cationes pequeños y excluirá aniones y solutos grandes. A la inversa, un canal pequeño que esté revestido de grupos con carga positiva será selectivo para los aniones pequeños y excluirá los cationes y solutos grandes. 2. Los canales iónicos pueden estar abiertos o cerrados . Cuando el canal está abierto, el o los iones para los cuales es selectivo pueden circular por éste. Cuando el canal está cerrado, los iones no pueden circular por él. 3. La conductancia de un canal depende de la probabilidad de que el canal esté abierto. Cuanto mayor es la probabilidad de que un canal esté abierto, más alta será la conductancia o permeabi- lidad . La apertura y el cierre de los canales son controlados por compuertas . a. Los canales regulados por voltaje se abren o cierran por efecto de cambios en el potencial de membrana de la neurona.

■■ La compuerta de activación del canal de Na + se abre mediante despolarización. ■■ La compuerta de desactivación del canal de Na + se cierra mediante despolarización. ■■ Cuando tanto las compuertas de activación como de inactivación en los canales de Na + están abiertas, los canales están abiertos y son permeables al Na + (p. ej., durante la elevación del potencial de acción nervioso). ■■ Si la compuerta de activación o de inactivación en el canal de Na + está cerrada, el canal se cierra y es impermeable al Na + . Por ejemplo, durante el potencial de reposo, las compuertas de activación están cerradas, y por lo tanto los canales de Na + están cerrados. b. Los canales regulados por ligando se abren o cierran por efecto de hormonas, segundos men- sajeros o neurotransmisores. ■■ Por ejemplo, el receptor nicotínico de acetilcolina (ACh) en la placa motora terminal es un canal iónico que se abre cuando la ACh se une a él. Cuando está abierto, es permeable a Na + y K + , lo que provoca la despolarización de la placa motora. B. Potenciales de difusión y de equilibrio ■■ Un potencial de difusión es la diferencia de potencial generada a través de una membrana debido a una diferencia de concentración de un ion. ■■ Un potencial de difusión solamente puede generarse si la membrana es permeable al ion. ■■ El valor del potencial de difusión depende del tamaño del gradiente de concentración. ■■ El signo del potencial de difusión depende de si el ion que se difunde tiene carga positiva o negativa. ■■ Los potenciales de difusión se crean mediante la difusión de muy pocos iones y, por lo tanto, no causan variaciones en la concentración de los iones que se difunden. ■■ El potencial de equilibrio es la diferencia de potencial que compensa exactamente (se opone a) la tendencia a la difusión provocada por una diferencia de concentración. En el equilibrio electroquímico , las fuerzas impulsoras química y eléctrica que actúan sobre un ion son iguales y opuestas, y ya no se produce una ulterior difusión neta del ion. 1. Ejemplo de potencial de difusión de Na + (figura 1-4) a. Dos soluciones de NaCl están separadas por una membrana que es permeable al Na + pero no al Cl - . La concentración de NaCl de la solución 1 es más alta que la de la solución 2. b. Puesto que la membrana es permeable al Na + , éste se difundirá de la solución 1 a la solución 2 a favor de su gradiente de concentración. El Cl – es impermeable y por lo tanto no acompañará al Na + . c. Debido a esto, se producirá un potencial de difusión y la solución 1 se volverá negativa respecto a la solución 2. AMPLE