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Potencial de acción

 

A nivel celular se establece una diferencia de potencial entre el espacio intracelular y el extracelular, diferencia de potencial que no tiene por que ser constante para una misma célula, sino en función del momento fisiológico en el que se encuentre adoptar un valor u otro. Pero existe un grupo de células que además de generar la diferencia de potencial ya comentada son capaces de transmitir esta diferencia de potencial son las neuronas y las células musculares. Son por lo tanto capaces de generar un potencial de acción, son por lo tanto excitables.
POTENCIAL DE REPOSO. La membrana celular, membrana citoplasmatica se comporta como una barrera semipermeable selectiva, es decir permite el tránsito a través de ella de determinadas moléculas e impide el de otras, este paso de sustancias es libre no supone aporte energético adicional para que se pueda llevar a cabo (difusión pasiva). Por otro lado en la membrana citoplasmática tiene lugar el transporte activo, supone esto el paso de sustancias en la membrana en ambos sentidos, pero requiere energía en forma de ATP para poder llevarlo a cabo, se trata de la bomba sodio potasio dependiente de ATP. Esta capacidad de transporte, al tiempo que la facilidad de difundir moléculas provocan que la composición tanto cualitativa como cuantitativamente sea diferente a ambos lados de la membrana. A modo de ejemplo indicar que en situaciones de reposo, la concentración de sodio es más de 10 veces superior en el espacio extracelular que en el intracelular. Igualmente el ion calcio es un elemento que en el espacio intracelular es practicamente inexistente. La concentración ionica supone alrededor de 150 mEq/L. (en el interior y exterior).
Esta igualdad de concentración ionica tanto intracelular como extracelular, se ve modificada por el paso de iones a uno y otro lado tal como indicabamos antes, apareciendo diferencias de potencial a ambos lados de la membrana. Estudiando estas diferencias de potencial que se generan por ejemplo en una célula del músculo estriado, vemos que alcanza una diferencia de potencial de -70 a -90 mV, con mayoría de carga negativa en el interior de la célula.
En situación de reposo la permeabilidad de la membrana celular para el catión potasio es hasta 100 veces superior que al cation sodio. Esta diferencia desencadena la salida de potasio a favor del gradiente de concentración. La perdida de carga positiva en el interior de la célula produce que aumente la electronegatividad en el espacio intracelular, no se produce el equilibrio intracelular ya que los iones negativos no tienen capacidad para salir al exterior. El paso de potasio termina cuando se satura el espacio extracelular. Para determinar el valor del potencial que se ha generado como consecuencia del paso de potasio, se realiza mediante la ecuacion de Nerst.
El gradiente químico permite que se mueva el potasio de los lugares de más concentración a los de menor concentración a través de la membrana. Por el gradiente electrico las cargas positivas extracelulares rechazan los iones que tienen igual carga electrica (cationes), oponiendose de esta forma a la salida del potasio. Cuando los dos gradientes se igualan el potasio es rechazado, alcanzandose por tanto el potencial de equilibrio. El valor se determina por la ecuación de Nerst y alcanza los -94 mV.
La membrana es poco permeable para el cation sodio, a pesar de ello algunos cationes atraviesan la membrana hacia el espacio intracelular, siguiendo el gradiente de concentración. Esto es lo que provoca que no haya coincidencias entre el potencial de equilibrio y el potencial de reposo.
TRANSPORTE ACTIVO DE IONES. Llas células con capacidad de excitación poseen la bomba sodio potasio ATPasa, que produce la salida de 3 cationes sodio al exterior y dos moléculas de potasio al interior, el efecto neto es negativo en el interior de la célula, a este efecto hay que sumar la electronegatividad producida por la difusión comentada antes del potasio. La suma de ambos origina un potencial de -90mV.

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