Comportamiento Eléctrico de la Célula -1-

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1 Comportamiento Eléctrico de la Célula -1-
La membrana se comporta como un condensador, acumulando cargas iguales y de signo opuesto a ambos lados de la misma. El cuerpo celular y el líquido extracelular son básicamente neutros; la cantidad de iones de uno y otro signo son iguales en cada lado de la célula. No obstante, debido a la acumulación de carga negativa –no compensada- en la zona interior de la membrana y opuesta en la zona exterior, el interior de la célula tiene un potencial negativo respecto al exterior. Este potencial está en torno a unos 70-90mV.

2 Comportamiento Eléctrico de la Célula -2-
La cantidad de carga involucrada en generar el potencial celular, es decir, la cantidad de carga acumulada en ambas superficies de la membrana, es insignificante comparada con la cantidad total de iones contenidos en la célula: La actividad eléctrica de la célula puede tener lugar sin prácticamente cambiar a las concentraciones globales de electrolitos, no afectando, por tanto, a la actividad metabólica. En las células nerviosas, una perturbación local en una zona de la membrana puede producir un proceso de inversión del potencial eléctrico, seguido de una regeneración del equilibrio. Este proceso es denominado potencial de acción. La perturbación generada se puede transmitir a lo largo del cuerpo celular, constituyendo el impulso nervioso (flujo de señales eléctricas que son base del transporte de información en el cuerpo).

3 Potencial de Nernst: Ejemplo: Solución electrolítica
- + Positivas, membrana permeable Negativas, membrana impermeable

4 Potencial de equilibrio de Nernst
A T=300K: La Célula en equilibrio: Distribución de concentraciones Ión Permeable C int (mMol/l) C ext Vint-Vext (Nernst) K+ Si 141 5 -89 Na+ No 10 142 +70 Cl- 4 103 -85 A- 147 44 Sólo una pequeñísima fracción de carga va a la membrana

5 Características de la Membrana
Valores aprox. parámetros de la membrana considerada como condensador: εr=3 d=10-6cm S=5x10-6cm2 C=εrε0 S/d=1.3pF V=-85mV  Q=CV=1.1x10-13C E=V/d=8.5x106V/m

6 Potencial de Acción

7 Impulso Nervioso The Nerve Impulse.(C) F. Bezanilla, 1998

8 Transmisión Impulso Nervioso
Es importante destacar que la amplitud del potencial de acción no depende de la intensidad de la perturbación que lo ha generado. Lo que varía con la intensidad del estímulo es la frecuencia con que se generan los potenciales de acción (en este sentido la transmisión se asemeja a una FM en contraposición con la técnica de AM). La velocidad normal con que se propaga el potencial de acción es de unos 50cm/s. No obstante, hay células que poseen un recubrimiento de mielina que disminuye su capacidad y disminuyendo su tiempo de respuesta (carga o descarga). En estos casos de cedulas mielinadas la velocidad de propagación del estimulo nervioso puede llegar a ser del orden de los 130m/s. En las células mielinadas se desactiva la posibilidad de generar potenciales de acción y su amplitud va disminuyendo. Para evitar que el estímulo nervioso desaparezca hay regiones de la membrana carentes de mielina, los nódulos de Ranvier, donde se produce una regeneración del potencial de acción (actuando como repetidores)