TRABAJO PRÁCTICO 2Equilibrio iónico y potencial de membrana

Simulación de una membrana biológica:Ecuaciones de Nernst y Goldman Hodgkin y Katz

Integrantes:Sebastian RamirezValentina RomeroNicole Salgado

Profesor: Dr. Bernardo Morales

INTRODUCCIÓN

• Potenciales bioeléctricos

• Simulador

Permite ajustar la temperatura ambiente

Permite ajustar los valores para el ión Cl-

Permite ajustar los valores para el ión Na+

Permite ajustar los valores para el ión K+

Potencial de Equilibrio de Cl-

Potencial de Equilibrio de Na+

Potencial de Equilibrio de K+

Gráfico del Potencial de Membrana

Potencial de Membrana calculado

Ecuación a utilizar

Valores Predefinidos

Animación de la concentración de iones

La ecuación de Nernst entrega una medida cuantitativa de la equidad que existe entre los gradientes químicos y eléctricos, y el punto de partida para entender el concepto de potencial de membrana. Permite calcular el potencial de equilibrio para un solo ión.

ECUACIÓN DE NERNST

Ei= -RT ln [ion]i

zF [ion]o

ECUACIÓN DE GHK Goldman-Hodgkin-Katz

La ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz calcula un potencial de membrana que refleja las contribuciones relativas de los gradientes de concentración y la permeabilidad relativa de los iones K , Na y Cl

+

+ _

Em= -RT ln PK [K ]i +PNa [Na ]i +PCl [Cl ]o

F PK [K ]o+PNa [Na ]o+PCl [Cl ]i

+

+

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

IonesPotenciales en mV

Según valores de ParisiPotenciales en mV

Según valores Default

Na+ 70,5 61,5

K+ -80,1 -61,5

Cl- -84,9 -61,5

Tabla 1: potenciales de equilibrio obtenidos con los valores de la tabla de Parisi y con los valores por default del software.

RESULTADOS

Potenciales obtenidos con la ecuación de Nernst usando las concentraciones de la tabla de Parisi y predeterminadas.

RESULTADOS

ºCiones

0 5 10 20 40 45

Na+ 54,2 55,2 56,2 58,2 62,1 63,1

K+ -54,2 -55,2 -56,2 -58,2 -62,1 -63,1

Cl- -54,2 -55,2 -56,2 -58,2 -62,1 -63,1

Se estudió con el simulador la influencia de la temperatura en el potencial de equilibrio de cada ión.

Tabla 2: Potenciales obtenidos (en mV) por el efecto de la temperatura en el potencial de los iones, Na+, K+ y Cl-.

RESULTADOS

Gráfico 1: variación de potencial de Na+ v/s T

Gráfico 2: variación de potencial de K+ v/s T

VARIACIÓN DE POTENCIAL Na+ v/s Tº

y = 0,1974x + 0,3201

R2 = 1

52

54

56

58

60

62

64

270 280 290 300 310 320 330

TEMPERATURA ºK

PO

TE

NC

IAL

Na+

(m

V)

VARIACIÓN DE POTENCIAL K+ v/s Tº

y = -0,1974x - 0,3201

R2 = 1

-64

-62

-60

-58

-56

-54

-52

270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 325

TEMPERATURA ºK

PO

TE

NC

IAL

K+

RESULTADOS

¿Qué potencial de membrana se obtiene con las permeabilidades iguales para cada ión, y con las permeabilidades según las razones dadas?

Permeabilidadesiguales

Permeabilidades100K+: 45Cl- : 4Na+

Potencial de membrana (mV)

-11,4 -66,4

Tabla 3: Potencial de membrana a diferentes razones de permeabilidad, sin cambiar los valores de las concentraciones.

RESULTADOS

Compruebe que el ión mas permeable influye más en el potencial de membrana.

P Na+ 0 25 25 50 25

P K+ 25 0 25 25 50

∆VNa (mV) 70,5 70,5 70,5 70,5 70,5

∆VK (mV) -80,1 -80,1 -80,1 -80,1 -80,1

∆VM (mV) -80,1 70,5 7,4 23,1 -9

Tabla 4: Influencia de la permeabilidad en la variación de potencial de membrana.

RESULTADOS

Cálculo de la concentración de K+ en el interior de una célula muscular estriada.

Interior meq/L Exterior meq/L

Na+ 22 140

K+ >200 5

Cl- 5 120

Tabla 5: concentraciones de los iones Na, K y Cl en una célula muscular estriada. En rojo los valores obtenidos del calculo.

DISCUSIÓN

• Efecto de la temperatura en el potencial

• Efecto de la permeabilidad y concentraciones en el potencial