Física neuronal

[Manuel Jesús]

Buenas:

Antes de plantear la pregunta me gustaría dar un poco de información sobre mí y el porqué de la pregunta:

Soy estudiante de 2.º de medicina y como tal he estudiado un proceso central en la fisiología como la producción de potenciales de acción y su propagación. Pero claro, yo en física de la electricidad como que no ando muy puesto, y la verdad es que en ningún momento de nuestros estudios parecen darle importancia a esto, ni siquiera en la asignatura de física médica.

Así que empiezo mis preguntas, gracias adelantadas por responderlas:

Una neurona está formada por una membrana plasmática (doble capa de fosfolípidos y proteínas) que separan el citoplasma (medio interno) y el líquido intersticial (medio externo) La composición química de estos medios es bastante diferente debido a que la membrana plasmática es selectivamente permeable y cuenta con ATPasas (bombas que utilizan energía) que generan un grandiente de concentración de iones entre el interior y el exterior. Por ejemplo la ATPasa de sodio-potasio internaliza dos K+ y expulsa tres Na+ por cada molécula de ATP.

El potencial de membrana de una célula (variable, pero aproximadamente de -50mV con respecto al exterior) está dado por la siguiente ecuación: Sin querer tampoco entender del todo la ecuación de Goldman, ¿qué es exactamente una diferencia de potencial y por qué existe al haber una diferencia de concentración iónica entre exterior e interior? Y analizando la ecuación, ¿por qué al ser una membrana completamente impermeable a determinado ión, este ión deja de colaborar a la producción de una diferencia de potencial? Tal y como entiendo yo un potencial de membrana (seguramente d emanera equivocada) debería seguir existiendo diferencia de potencial provocada por ese ión mientras hubiera simplemente diferencias de concentración.

En varios textos que he podido leer mencionan que el efecto directo de la ATPasa de sodio potasio sobre el potencial de membrana es sólo un 10% del total y que el 90% restante está provocado por las diferencias de concentración de Na+, K+(mayoritariamente éste) y Cl-. ¿Cómo es capaz la ATPasa de sodio-potasio de generar parte del potencial de acción aparte de creando un gradiente de concentración de ciertos iones?

Bueno, tengo más preguntas, pero creo que si podéis aclararme esas puede que las responda por mí mismo.

¡Saludos!

[Fortuna]

Hola. Creo que este tema se discutiría mejor en el subforo de química.

La base del problema es comprender el potencial de equilibrio de Nerts. En wikipedia se explica muy bien. http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_de_Nernst

Sin querer tampoco entender del todo la ecuación de Goldman, ¿qué es exactamente una diferencia de potencial y por qué existe al haber una diferencia de concentración iónica entre exterior e interior? Y analizando la ecuación, ¿por qué al ser una membrana completamente impermeable a determinado ión, este ión deja de colaborar a la producción de una diferencia de potencial? Tal y como entiendo yo un potencial de membrana (seguramente d emanera equivocada) debería seguir existiendo diferencia de potencial provocada por ese ión mientras hubiera simplemente diferencias de concentración.

Creo que éste esquema resolverá todas tus dudas.



La ecuación de ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz es una ampliación de lo anterior para el caso de varios iones.

[Svyzard]

¿qué es exactamente una diferencia de potencial y por qué existe al haber una diferencia de concentración iónica entre exterior e interior? Y analizando la ecuación, ¿por qué al ser una membrana completamente impermeable a determinado ión, este ión deja de colaborar a la producción de una diferencia de potencial?

Una diferencia de potencial es lo que causa el movimiento de cargas. Dimensionalmente es trabajo por unidad de carga. Físicamente, se forma porque en un sitio se produce un exceso de carga negativa, o al revés. Si tienes dos puntos a potenciales distintos y lo que hay en medio es un material conductor, entonces los electrones empezarán a ir de los lugares de menor potenciales a los de mayor potencial (los iones con carga positiva, al revés). El campo eléctrico te lo puedes imaginar como apuntando de la zona de mayor potencial a las zonas de menor potencial.
A lo segundo que preguntas, ni idea.

[Manuel Jesús]

Muchas gracias a los dos, pero es que en serio, es muy frustrante que empiecen a hablarte de ponteciales sin tener unas bases mínimas de electricidad. Ahora mismo estoy estudiando, pero luego subiré algunas dudas que tengo también sobre la propagación de potenciales de acción.

[Svyzard]

Muchas gracias a los dos, pero es que en serio, es muy frustrante que empiecen a hablarte de ponteciales sin tener unas bases mínimas de electricidad. Ahora mismo estoy estudiando, pero luego subiré algunas dudas que tengo también sobre la propagación de potenciales de acción.

Ya, te entiendo perfectamente :D yo tengo la misma sensación cuando en física nos explican cosas de mates en plan muy cutre... cada vez que un profesor de mecánica pasa un diferencial multiplicando, un matemático muere en algún lugar del mundo.