22 Potencial de membrana

Potencial de la Membrana Celular

Resumen de la Sección: En esta sección, se exploran conceptos fundamentales relacionados con el potencial de la membrana celular y se analizan los mecanismos que influyen en el equilibrio iónico dentro de la célula.

Concepto de Iones Fijos

• Se define el concepto de iones fijos como moléculas orgánicas grandes confinadas al interior celular y cargadas principalmente negativamente.

• Estos iones fijos contribuyen a mantener la neutralidad eléctrica intracelular mediante su interacción con iones transportados por bombas como la bomba sodio-potasio ATPasa.

Transporte a Través de la Membrana Plasmática

• Se menciona la presencia de canales de goteo de potasio abiertos en su mayoría, permitiendo un libre pasaje del potasio y generando una alta concentración intracelular de este ion.

• Diferentes tipos de transporte a través de la membrana incluyen difusión simple a través de la bicapa lipídica y transporte mediado por proteínas transmembrana, ya sea canales o transportadores.

Potencial Electroquímico y Equilibrio Iónico

• El potencial electroquímico resulta de las fuerzas que guían el paso de solutos cargados a través de la membrana, dependiendo del potencial eléctrico y químico.

• Se discute el concepto del potencial de equilibrio iónico utilizando el ejemplo del ion potasio para ilustrar cómo se establece cuando hay permeabilidad selectiva en la membrana.

Generación del Potencial de Membrana

• Al abrirse canales específicos, como los canales para el ion potasio, se inicia un flujo iónico que genera un gradiente electroquímico y un potencial de membrana.

Potencial de Equilibrio en la Membrana Celular

Resumen de la Sección: En esta sección, se explora el concepto de potencial de equilibrio en la membrana celular y cómo influye en el funcionamiento celular.

Potencial de Equilibrio del Potasio

• Cuando el potencial electroquímico del potasio es 0, se denomina potencial de equilibrio del potasio.

Ecuación del Art

• El potencial de membrana contrarresta el potencial químico del ión.

• La ecuación del Art permite calcular el potencial de equilibrio a partir de las concentraciones intracelulares y extracelulares.

Cálculo del Potencial de Equilibrio

• Se puede calcular el potencial de equilibrio para diferentes iones multiplicando por logaritmos las concentraciones externas e internas.

Influencia de Permeabilidad Relativa

• La permeabilidad relativa influye en el cálculo del potencial de membrana para cada ion.

• La suma ponderada por permeabilidades relativas da lugar al potencial de membrana resultante.

Modificación del Potencial de Membrana

• La apertura o cierre selectivo de canales iónicos modifica el potencial hacia los valores característicos para cada ion.

• Cambios en la permeabilidad relativa alteran el valor final del potencial, acercándolo al equilibrio dominante.

Estimación del Potencial Celular

Canal de Sodio Dependiente de Voltaje

Resumen de la Sección: En esta sección, se explora el funcionamiento del canal de sodio dependiente de voltaje y cómo su apertura está vinculada al potencial de membrana en las células.

Funcionamiento del Canal de Sodio Dependiente de Voltaje

• Se estudia el canal de sodio dependiente de voltaje, el cual permanece cerrado en condiciones de reposo del potencial de membrana pero se abre durante una despolarización.

• Cuando se alcanza un potencial umbral, el canal se abre, permitiendo la entrada de sodio a favor del gradiente químico y eléctrico.

• El ingreso de cargas positivas desencadena la despolarización celular, acercando el potencial al equilibrio del sodio. Tras la inactivación, no hay permeabilidad al sodio.

• Sin canales sensibles al voltaje, las fluctuaciones locales en el potencial se denominan "potenciales de acción".

Propagación del Potencial de Acción

• Las variaciones en la apertura y cierre del canal generan los potenciales de acción que pueden propagarse por la neurona.

• El axón contiene proteínas específicas que definen dominios distintos en comparación con las dendritas y soma, influyendo en la integración del potencial resultante.

Conducción del Potencial y Unión Neuromuscular

• La despolarización generada puede iniciar un potencial de acción que se propaga por el axón hacia terminales especializados como en la unión neuromuscular.

• Durante la repolarización tras una despolarización, los canales sensibles al voltaje pueden abrirse para propagarla a regiones adyacentes.

Explicación del Proceso de Transmisión Neuromuscular

Resumen de la Sección: En esta sección, se detalla el proceso de transmisión neuromuscular, desde la entrada de calcio hasta la liberación del neurotransmisor acetilcolina en la hendidura sináptica.

Entrada de Calcio y Función de la Vesícula Sináptica

• El ingreso de calcio a través de los canales abre el potencial electroquímico, desencadenando la función de la vesícula sináptica y liberando acetilcolina en la hendidura sináptica.

• La fijación y acoplamiento entre la vesícula sináptica y la membrana presináptica involucra proteínas que forman un complejo, como Complex in A.

Regulación por Complejos Proteicos

• La proteína Complex in A inhibe el enrollamiento de proteínas, deteniendo el proceso de fusión entre vesícula y membrana plasmática.

• El calcio asociado a Complex in A promueve cambios conformacionales que permiten la interacción entre proteínas para acercar las membranas y fusionarlas.

Proceso en Unión Neuromuscular

Resumen de la Sección: Se explora cómo ocurren las comunicaciones neuronales en una unión neuromuscular específicamente.

Liberación del Neurotransmisor

• En una unión neuromuscular, se observa el terminal axónico liberando acetilcolina en los pliegues musculares estrellados.

• Moléculas como canales de sodio dependientes del ligando participan en este fenómeno comunicativo con las células musculares esqueléticas.

Activación Celular por Acetilcolina

• La acetilcolina activa canales de sodio dependientes del ligando, generando despolarización celular al abrirse estos canales.