Potencial de Membrana en reposo de una neurona.
Summary
TLDREl script explica cómo se estimula una neurona y transmite su impulso nervioso. Se describe el potencial de membrana en reposo, que es aproximadamente -60 a -90 milivoltios, y cómo se establece gracias a la bomba sodio potasio, canales de fuga y permeabilidad a distintos iones. La difusión de iones como potasio, sodio y cloro a través de canales iónicos se mueve por fuerza electromotriz, determinada por la diferencia entre el potencial de membrana y el potencial de equilibrio de los iones. La permeabilidad de la neurona a los iones y los gradientes de concentración son claves para entender el funcionamiento neuronal.
Takeaways
- 🔬 El potencial de membrana de una neurona en reposo es la diferencia de voltaje entre el citoplasma y el medio extracelular, y suele estar alrededor de -60 a -90 milivoltios.
- 🌟 La existencia de iones inmoviles, como el ácido nucleico, ATP y proteínas intracelulares, contribuye a la formación del potencial de membrana.
- 💡 La bomba sodio potasio es un transportador activo que utiliza ATP para mantener un balance negativo en el interior de la célula, generando gradientes de concentración de iones.
- 🧪 La concentración de iones es fundamental; por ejemplo, el potasio tiene una concentración intracelular de 150 mM y extracelular de 5 mM, mientras que el sodio es de 145 mM extracelular y 15 mM intracelular.
- 🚪 Existen canales de fuga para iones como potasio, sodio y cloro en las dendritas y el cuerpo celular de la neurona, que son cruciales para la difusión de iones.
- ⚖️ La difusión de iones a través de los canales es iniciada por el gradiente de concentración, pero se contrarresta por el gradiente eléctrico hasta alcanzar un equilibrio.
- ⚡ La fuerza electromotriz es la diferencia entre el potencial de membrana y el potencial de equilibrio de los iones, y es esencial para el movimiento de iones a través de los canales.
- 📐 El potencial de equilibrio para un ión se calcula usando la ecuación de Nernst, que relaciona las concentraciones intra y extracelulares con el potencial eléctrico.
- 🔢 El potencial de membrana se calcula con la ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz, que considera la permeabilidad y las concentraciones de los iones involucrados.
- 🌐 La permeabilidad de la neurona a diferentes iones, principalmente al potasio, influye en el potencial de membrana en reposo.
- 🔄 El movimiento de iones es esencial no solo para establecer el potencial de membrana en reposo sino también para la estimulación y transmisión del impulso nervioso.
Q & A
¿Qué es el potencial de membrana y cómo se define?
-El potencial de membrana es la diferencia de voltaje a través de la membrana plasmática, es decir, la diferencia de potencial eléctrico entre el citoplasma y el medio extracelular. Se encuentra en torno a los -60 y -90 milivoltios en una célula en reposo.
¿Cuáles son los factores que determinan el potencial de membrana de una neurona en reposo?
-Los factores que determinan el potencial de membrana incluyen la existencia de iones que no abandonan la célula, la bomba sodio potasio que genera gradientes de concentración y la existencia de canales de fuga para los iones en las dendritas y el cuerpo celular de la neurona.
¿Qué es la bomba sodio potasio y cómo afecta el potencial de membrana?
-La bomba sodio potasio es un transportador activo que necesita energía ATP para extraer tres iones de sodio y introducir dos iones de potasio en la célula. Esta asimetría en la carga positiva genera un balance negativo en el interior de la célula, contribuyendo al potencial de membrana.
¿Cómo se establecen los gradientes de concentración de iones en la neurona y por qué son importantes?
-Los gradientes de concentración se establecen gracias a la acción de transportadores activos como la bomba sodio potasio. Son fundamentales porque permiten la difusión de iones a través de los canales iónicos, lo que es esencial para el potencial de membrana y la transmisión del impulso nervioso.
¿Qué son los canales de fuga y cómo contribuyen al potencial de membrana?
-Los canales de fuga son proteínas en la membrana que permiten el paso selectivo de iones como potasio, sodio y cloro. Su apertura y cierre regulan el flujo de iones y, por lo tanto, afectan directamente el potencial de membrana.
¿Cómo se produce el movimiento de iones a través de los canales iónicos?
-El movimiento de iones a través de los canales iónicos se inicia por el gradiente de concentración, que es un potencial químico. Sin embargo, este movimiento se contrarresta por el gradiente eléctrico hasta que se alcanza un equilibrio.
¿Qué es el potencial de equilibrio y cómo se calcula para un ión?
-El potencial de equilibrio es el punto en el que el gradiente eléctrico contrarresta el gradiente de concentración para un ión específico. Se calcula utilizando la ecuación de Nernst, que relaciona la concentración extracelular y intracelular del ión con su carga.
¿Cómo se calcula el potencial de membrana de una célula utilizando la ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz?
-La ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz permite calcular el potencial de membrana de una célula considerando la permeabilidad de los diferentes iones y sus concentraciones extra e intracelulares. Se utiliza un logaritmo para encontrar el balance entre estos factores.
¿Qué es la fuerza electromotriz y cómo influye en el movimiento de iones a través de los canales?
-La fuerza electromotriz es la diferencia entre el potencial de membrana de una neurona y el potencial de equilibrio de sus iones. Es una forma de energía que determina la dirección y la magnitud del flujo de iones a través de los canales iónicos.
¿Cómo se relaciona la permeabilidad de una neurona a diferentes iones con su potencial de membrana?
-El potencial de membrana de una neurona está determinado en gran medida por la permeabilidad relativa a diferentes iones. Por ejemplo, una mayor permeabilidad al ión potasio puede hacer que el potencial de membrana sea más negativo.
¿Por qué es importante entender el potencial de membrana y el movimiento de iones en la neurona?
-El entendimiento del potencial de membrana y el movimiento de iones es crucial para comprender cómo las neuronas se estimulan y transmiten su impulso nervioso, que son procesos fundamentales para la comunicación neuronal.
Outlines
🔬 Funcionamiento del potencial de membrana de una neurona en reposo
Este párrafo explica cómo se estimula una neurona y cómo transmite su impulso nervioso. Se define el potencial de membrana como la diferencia de voltaje a través de la membrana plasmática, típicamente alrededor de -60 a -90 milivoltios, lo que indica que el interior de la célula es más negativo que el exterior. Los factores que determinan este potencial incluyen la presencia de iones que no abandonan la célula, la bomba sodio potasio que genera gradientes de concentración de iones y la existencia de canales de fuga para iones como potasio, sodio y cloro. La difusión de iones a través de estos canales es fundamental para el potencial de membrana y se inicia por el gradiente de concentración, pero se contrarresta por el gradiente eléctrico hasta alcanzar un equilibrio definido por la ecuación de Nernst.
🌐 Permeabilidad y fuerza electromotriz en el potencial de membrana neuronal
El segundo párrafo profundiza en cómo se calcula el potencial de membrana de una célula utilizando la ecuación de Goldman-Hodgkin-Catz, que considera las diferencias de concentración de iones y su permeabilidad a través de la membrana. Se destaca que la neurona en reposo es más permeable a iones de potasio, lo que influye en el potencial de membrana. Además, se introduce la fuerza electromotriz como la diferencia entre el potencial de membrana y el potencial de equilibrio de los iones, que es crucial para el movimiento de iones a través de los canales. Se ilustra cómo esta fuerza puede ser de entrada o salida dependiendo de la carga del ión y su relación con el potencial de membrana, y cómo esto afecta el equilibrio y la activación neuronal.
Mindmap
Keywords
💡Potencial de membrana
💡Bomba sodio potasio
💡Gradiente de concentración
💡Canales iónicos
💡Fuerza electromotriz
💡Potencial de equilibrio
💡Permeabilidad
💡Ecuación de Nernst
💡Ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz
💡Difusión de iones
💡Estimulación neuronal
Highlights
El potencial de membrana de una neurona en reposo está alrededor de -60 a -90 milivoltios, lo que indica que el interior de la célula es más negativo que el medio extracelular.
La bomba sodio potasio es un transportador activo que utiliza energía ATP para mantener un balance negativo en la célula.
Los gradientes de concentración de iones como potasio, sodio y cloro son fundamentales para la difusión de iones a través de los canales iónicos.
La difusión de iones se inicia por un gradiente de concentración, pero se contrarresta por el gradiente eléctrico.
El potencial de equilibrio de un ión es el punto en el que el gradiente eléctrico contrarresta el gradiente de concentración.
La ecuación de Nernst se utiliza para calcular el potencial de equilibrio de un ión, basándose en sus concentraciones intra y extracelulares.
El potencial de membrana se calcula utilizando la ecuación de Goldman-Hodgkin-Catt, que considera la permeabilidad y las concentraciones de los iones.
La permeabilidad de la célula a diferentes iones afecta el potencial de membrana, siendo el potasio la más influyente en el reposo.
Existen tres tipos de canales en las neuronas: potasio, sodio y cloro, cada uno con un rol específico en la difusión de iones.
La fuerza electromotriz es la diferencia entre el potencial de membrana y el potencial de equilibrio de un ión, y es crucial para el movimiento de iones.
La fuerza electromotriz puede ser vista como una energía almacenada que determina la difusión de iones a través de canales.
El potencial de equilibrio del sodio tiene una fuerza electromotriz más grande que el del potasio debido a su mayor distancia del potencial de membrana.
El potencial de equilibrio del cloro está más cerca del potencial de membrana, lo que le da una fuerza electromotriz menor.
El potencial de membrana de una neurona se determina por la presencia de iones, la generación de gradientes iónicos por bombas activas y la permeabilidad a diferentes iones.
La difusión de iones a través de canales iónicos es esencial para establecer el potencial de membrana en reposo y para la estimulación y transmisión del impulso nervioso.
El potencial de membrana es fundamental para entender cómo una neurona se comunica con otras células.
Transcripts
hola a todos para entender cómo se
estimula una neurona y cómo es a
transmitir su impulso nervioso para
comunicarse con otras células es
necesario comprender primero en qué
situación se encuentra la célula en
reposo en este vídeo vamos a estudiar el
potencial de membrana de una neurona en
reposo
el potencial de membrana se define como
la diferencia de voltaje a través de la
membrana plasmática es decir la
diferencia de potencial eléctrico entre
el citoplasma y el medio extracelular en
una ciudad estable como puede ser una
célula muscular o una neurona este
potencial de membrana está en torno a
los menos 60 y menos 90 milivoltios es
decir es un potencial de membrana
electro negativo lo cual quiere decir
que el interior celular es más negativo
que el medio extra celular
los factores que determinan este
potencial de membranas son varios por un
lado está la existencia de aviones que
no abandonan nunca la célula por ejemplo
las moléculas de ácido nucleico las
moléculas de atp fabricadas por la
mitocondria o numerosas proteínas
intracelulares
el segundo de estos factores sería la
existencia de la bomba sodio potasio la
bomba sodio potasio sabemos que es un
transportador
es un transportador activo que necesita
la energía de la atp que extrae 3 iones
sodio
a la vez que introduce dos iones potasio
en la célula el hecho de que extraiga
más cargas positivas de las que
introduces nos deja un balance negativo
pero lo más importante de estas bombas
es que generan gradientes de
concentración de esta manera en este
caso la concentración intracelular de
potasio es de 150 mini molar
frente a los 5 min y molar de potasio
que encontramos en el medio extracelular
en cuanto a lyon sodio mientras que en
el espacio extracelular la concentración
es de 145.000 molar
en el medio entra celular tenemos 15
mini molar de un sodio
van a existir gradientes también para
otros iones establecidos gracias a la
existencia de otros transportadores
activos vamos a poner el ejemplo del
cloro porque lo vamos a necesitar más
adelante el ión cloro también está en
mayor concentración en el espacio
extracelular en este caso de unos
125.000 y moles de cloro frente a los 5
mini moles de ion cloro en el espacio y
la celular estas diferencias de
concentración van a ser fundamentales
para la difusión de iones a través de
los canales iónicos y esto nos lleva al
tercer factor determinante del potencial
de membrana que es la existencia de
canales de fuga en las dendritas y el
cuerpo celular de la neurona
de esta manera tendríamos canales de
fuga para el ion potasio
canales de fuga para el ion sodio
y canales de fuga
para el ion cloro llegados a este punto
es importante detenernos para entender
cómo se produce el movimiento de iones a
través de estos canales esta difusión se
va a iniciar debido al grado de
concentración es decir es un potencial
químico el que inicia el movimiento de
iones en el caso del ion potasio puesto
que su concentración es mayor en el
espacio intracelular que en el estado
celular los iones van a salir a través
de estos canales
sin embargo los gradientes de
concentración para el sodio y para el
cloro promueven la entrada de ambos
iones en la célula
el ambiente de concentración como digo
es el que va a iniciar la difusión de
iones pero esto va a suceder así hasta
que se ha contrarrestado por el
gradiente eléctrico si utilizamos como
ejemplo el potasio vemos que el potasio
tiende a salir de la célula movido por
su gradiente de concentración esta
pérdida de cargas positivas va a
aumentar la electro negatividad en el
interior de la célula hasta tal punto
que está a este aumento de cargas
negativas
frené contrarreste la salida de cargas
positivas de potasio movido por su la
gente de concentración en este momento
diríamos que el potasio ha alcanzado su
equilibrio su potencial de equilibrio
ese potencial de equilibrio exportando
el potencial en el que el gradiente
eléctrico contrarresta el gradiente de
concentración este potencial de
equilibrio viene definido por la
ecuación de nr
qué es la siguiente potencia el
equilibrio para unión sería igual a 61
partido por la carga eléctrica adhesión
por el logaritmo de la concentración
extracelular de lyon partido por la
concentración intracelular de dicho ion
en el caso del potasio teniendo en
cuenta las concentraciones que hemos
puesto antes el potencial de equilibrio
serían todos los menos 94 milivoltios
como veis el potencial de equilibrio de
cabello depende exclusivamente de sus
concentraciones extra e intracelulares
este potencial de equilibrio podría
prever el potencial de membrana de la
célula si ésta fuese exclusivamente
permeable para el ion potasio en este
caso pero esto no es así la célula va a
ser permeable para diferentes iones por
lo tanto para calcular el potencial de
membrana vamos a utilizar la ecuación de
goldman hacking cat según la cual el
potencial de membrana de una célula se
calcula como
61 por el logaritmo por la permeabilidad
del ion potasio por la concentración de
potasio extracelular más la
permeabilidad del ion sodio por la
concentración del sodio intracelular más
la permeabilidad a lyon cloro por la
concentración del ion cloro intracelular
en este caso se invierte en la ecuación
puesto que el cloro tienen carga
negativa
y todo esto partido por la concentración
la permeabilidad perdón de potasio por
la concentración de potasio intracelular
más la permeabilidad del sodio por la
concentración del sodio intracelular más
la permeabilidad del cloro por la
concentración extracelular de cloro como
veis el potencial de membrana va a
depender por tanto de las diferencias de
concentración de los iones y de las
permeabilidad es a los diferentes iones
como veis tenemos tres tipos de canales
en las dendritas y cuerpo celular de la
neurona unos están el canal de potasio
que extraen cargas positivas canal de
sodio que introducen cargas positivas el
canal de cloro que introducirá las
negativas si el potencial de membrana
está en electro negativo se debe
principalmente a que las neuronas son
bastante más permeables a los iones
potasio
y esto hace que el potasio tenga una
mayor influencia sobre el potencial de
membrana el movimiento de iones través
de las membranas no va a ser solamente
importante para establecer el potencial
de membrana en reposo sino también para
lo que veremos en los siguientes vídeos
sobre cómo la célula se estimula y cómo
hasta transmite su impulso nervioso para
terminar de entender por tanto el
proceso por el cual los iones se van a
mover a través de los canales
necesitamos hablar de la fuerza
electromotriz que sería la diferencia
entre el potencial de membrana de una
neurona y el potencial de equilibrio de
sus iones
esto nos daría una fuerza electromotriz
para cada uno de los iones la fuerza
electromotriz es una especie de energía
almacenada en una pila y es la que va a
determinar que los iones difundan a
través de canales vamos a representarlo
para entenderlo mejor si representamos
aquí
el voltaje en milivoltios y en esta
línea discontinua vamos a colocar
el potencial de membrana vamos a poner
como ejemplo potencial de membrana de
una neurona en reposo de menos 70
si el potencial en equilibrio del
potasio
es de menos 94 eso nos va a dar una
fuerza electromotriz de más 24
milivoltios
teniendo en cuenta las concentraciones
la potencial de equilibrio del sodio en
cambio sería de unos 61 milivoltios más
61 milivoltios lo cual nos va a dar una
fuerza electromotriz de menos 131
milivoltios como veis la fuerza
electromotriz es mucho mayor en el caso
del sodio porque su potencial de
equilibrio está más alejado del
potencial de membrana cuanto más alejado
está un potencial de equilibrio del
potencial de membrana mayor es la fuerza
electromotriz que le induce a moverse a
través de los canales la carga negativa
de la fuerza electromotriz quiere decir
que es una señal de entrada de entrada a
la célula mientras que la carga positiva
de la fuerza automotriz el potasio
quiere decir que es un movimiento de
salida y abandono de la célula en el
caso del cloro según esas
concentraciones el potencial de
equilibrio
estaría en los menos 85 milivoltios está
más cerca
del potencial de membrana por tanto su
fuerza electromotriz es menor esto hace
que la difusión del ion cloro sea la
menos importante en el potencial de
membrana a menos que una célula sea
extremadamente permeable para estilo
por lo tanto para resumir el potencial
de membrana de una neurona viene
determinado por la presencia de danny
iones entre celulares por la existencia
de las bombas activas que generan
gradientes iónicos pero sobre todo por
la diferente permeabilidad de la neurona
a los distintos sillones estos iones que
difunden a través de sus canales iónicos
movidos por la fuerza electromotriz
si este vídeo te ha servido de ayuda y
te ha gustado no dudes en seguirme a
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