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Introducción

COMPETENCIAS

  • Analizar la forma en la que se genera el potencial de equilibrio de un ion y aplicar la ecuación de Nernst para calcularlo.

  • Analizar la participación de potasio, sodio y cloro en la generación del potencial de membrana en reposo y aplicar las ecuaciones de Goldman y de conductancia de cable para calcularlo.

  • Predecir la forma en la que se modifica el potencial de membrana en reposo como consecuencia de variaciones en la conductancia o en la concentración intracelular o extracelular de potasio, sodio y cloro, y relacionarlo con situaciones clínicas.

Revisión de conceptos

Una característica de toda célula viva es la existencia de un potencial a ambos lados de la membrana celular, el cual recibe el nombre de potencial de membrana en reposo. Este potencial se genera gracias a la característica semipermeable de la membrana celular que produce diferente distribución de cargas eléctricas a ambos lados. Por un lado, en el interior de la célula están las proteínas, que aunque son anfipáticas, al pH intracelular se comportan como aniones, lo que ocasiona exceso de cargas negativas en el interior de la célula que repele a otros aniones y atrae cationes, como sodio y potasio, hacia el interior. Sin embargo, estos iones no atraviesan la membrana celular con la misma facilidad, pues en estado de reposo ésta es poco permeable al sodio y muy permeable al potasio.

La concentración de un ion a ambos lados de la membrana celular depende, además de la permeabilidad de la membrana al ion, de la magnitud de las fuerzas que actúan sobre él. En el caso del potasio, los aniones proteicos en el interior de la célula crean un gradiente eléctrico que mueve al potasio hacia adentro de la célula; pero a medida que el potasio entra, la magnitud de este gradiente disminuye debido a que la cantidad de cargas eléctricas negativas que atraen al potasio se neutralizan por la entrada de este mismo ion. Al mismo tiempo se va creando un gradiente de concentración que tiende a sacar potasio de la célula, ya que la concentración intracelular de potasio es mayor que la extracelular, hasta que se llega a un estado de equilibrio entre las dos fuerzas que actúan sobre el potasio y ya no hay flujo neto de potasio ni hacia el interior ni hacia el exterior de la célula. Al potencial que se mide en este momento se le da el nombre de potencial de equilibrio del ion, en este caso el potasio, y a la suma de las dos fuerzas que actúan sobre el movimiento de un ion hacia el interior o el exterior de la célula se le llama gradiente electroquímico.

El potencial de equilibrio de cualquier ion se puede calcular mediante la ecuación de Nernst que determina el potencial en el cual, a las concentraciones intracelulares y extracelulares dadas, no hay flujo ...

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