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0:00seguimos con la clase de
0:02electrofisiología cardiaca
0:07vamos a empezar con un sistema modelo de
0:09dos compartimentos separados por una
0:11membrana bill y plica que es muy
0:13parecido a la membrana de lipídica a una
0:15célula
0:17si bien este modelo no es una célula
0:19vamos a ir aplicando de modificaciones
0:21para ir acercando los aún al modelo de
0:24una célula miocárdica donde el
0:26compartimiento
0:28vamos a el puntero donde el
0:31compartimento
0:33se irá construyendo como un
0:35compartimento análogo al compartimento
0:36intracelular y el compartimento b se irá
0:40construyendo como un compartimento
0:41análogo al extracelular
0:44en este primer compartimento que
0:46llamaremos a encontremos una cierta
0:49concentración de iones de potasio que es
0:51igual a la concentración de los guiones
0:53de cloro como el potasio es un catión
0:56monovalente y el cloro es una unión
0:58monovalente es decir que cada uno tiene
1:00una sola carga positiva y negativa
1:02respectivamente este compartimento tiene
1:06una carga neta del 0 del otro lado
1:09lado de la membrana en el compartimento
1:11b no hay cargas eléctricas por lo tanto
1:13la carga neta de este compartimento
1:15también es 0 pero por motivos diferentes
1:17al del compartimento
1:20si fuéramos a medir la diferencia de
1:22potencial a través de la membrana
1:24colocando un electrodo del lado
1:26intracelular de la membrana y otro
1:28electrodo de lado extracelular de la
1:30membrana el valor el valor que
1:32encontraríamos en esta situación es cero
1:35ahora bien retomando los conceptos de la
1:38clase de introducción yo les pregunto en
1:41estas circunstancias existe entre el
1:43compartimento y ver un gradiente químico
1:46por ejemplo para el potasio
1:49y existe un flujo discursivo para el
1:51potasio
1:53podemos decir que inicialmente existe un
1:56gradiente químico para el potasio ya que
1:58existe una diferencia de concentración
1:59de potasio a través del espacio sin
2:02embargo entre estos dos compartimentos
2:04no existe flujo de potasio porque hasta
2:07donde nosotros sabemos esta membrana
2:09billy pica no es permeable a lyon
2:11potasio
2:13sea una colocáramos canales de potasio
2:15en la membrana bi lipídica podríamos
2:18hacer que esta membrana sea permeable al
2:20potasio o difusivo
2:24a la votación
2:25como estudiamos en la clase introducción
2:27este flujo difusivo es un fenómeno
2:29aleatorio en el cual existe flujo de
2:32potasio del compartimento al
2:34compartimento b pero también del
2:35compartimento ve al compartimento a sin
2:38embargo por ser mayor la concentración
2:40de potasio del compartimento a el flujo
2:42neto del potasio desde el compartimento
2:44a hacia el compartimento b
2:48ahora bien nuevamente les pregunto estas
2:52circunstancias este flujo de potasio
2:55modifica la carga neta de cada
2:57compartimento
2:58pero en principio orión potasio es una
3:01partícula cargada con carga positiva sin
3:04embargo los flujos iónicos en general
3:06suelen ser muy pequeños generando
3:08cambios en el orden de los picos molar
3:09es decir de 10 a la menos 12 como
3:12consecuencia no se generan cambios
3:14apreciables en las concentraciones de
3:16los compartimentos que suelen ser del
3:18orden de los mil y molar y tampoco de
3:20las cargas de los compartimentos saive
3:23adicionalmente cabe reflexionar sobre el
3:26hecho de que mantener cargas separadas
3:28en el espacio sería muy costoso
3:30energéticamente
3:31es decir que requeriría mucha energía
3:33sostener un compartimento con carga neta
3:35negativa al lado de otro compartimento
3:37con carga neta positiva
3:39esta reflexión suele plasmarse en
3:41principio electroneutralidad que
3:42transmite la idea de que los
3:43compartimentos biológicos son
3:45eléctricamente neutros es decir que
3:47tienen carga eléctrica neta de 0
3:51ahora bien el flujo de potasio a través
3:53de la membrana plasmática sin genera un
3:55campo eléctrico a través de la membrana
3:58como dijimos en la clase introducción
4:00todo campo eléctrico tiene una propiedad
4:02característica que es la diferencia de
4:03potencial quinta diferencia de potencial
4:06tras membrana puede medirse nuevamente
4:08colocando un electrodo del lado
4:09intracelular de la membrana y otro
4:12electrodo de lado extracelular de la
4:13membrana
4:15dijimos antes que la diferencia de
4:17potencial suele medirse en un punto
4:18tomado como referencia al otro es decir
4:20de manera relativizada en este caso por
4:23convención suele medirse la diferencia
4:24de potencial desde el lado intracelular
4:26de la membrana
4:27como el flujo neto de potasio se produce
4:30en el compartimento a que es análogo al
4:32intracelular hacia el compartimento ver
4:34que es análogo al extracelular y el
4:37potasio está cargado positivamente al
4:39medir la diferencia de potencial
4:41transmembrana del lado intracelular se
4:43va a detectar una diferencia de
4:44potencial negativa
4:47y esto indica que el campo eléctrico
4:49generado a través de la membrana débil y
4:51vidic ha caracterizado por una
4:54diferencia de potencial transmembrana
4:55negativo del lado intracelular de la
4:58membrana va a generar un gradiente
4:59eléctrico y eventualmente una corriente
5:02eléctrica desde el compartimento ver
5:04hacia el compartimento a favor de un
5:07gradiente eléctrico
5:11inicialmente el flujo por gradiente
5:14eléctrico es mucho menor que el flujo
5:15program de químico en que fue
5:18establecido por la gran diferencia
5:19inicial de concentración de potasio
5:21entre ambos compartimentos esto termina
5:24que el flujo neto de potasio se hace el
5:26compartimento vez es decir hacia el
5:28extracelular a favor de un gradiente
5:30químico
5:31tal como estudiamos en las clases la
5:33introducción si esta situación se
5:35mantuviera por periodos de tiempo muy
5:37largos tendiendo al infinito este
5:39sistema podría evolucionar es un estado
5:41en el que este pequeño flujo iónico
5:43podría modificar las concentraciones
5:45intra y extra celulares de estrellón
5:47disminuyendo el flujo probablemente
5:49químico de manera paralela aumentaría el
5:52flujo por el ambiente eléctrico como
5:54consecuencia de la salida de lyon
5:55potasio en este modo la diferencia de
5:58magnitud entre ambos flujos que tienen
5:59sentidos opuestos iría disminuyendo como
6:03consecuencia con consecuencia el flujo
6:05neto de potasio hacia el exterior iría
6:08disminuyendo hasta que sea cero este
6:11estado se denomina equilibrio
6:12electroquímico ya que en este estado los
6:15gradientes eléctricos y químicos son de
6:18igual magnitud y del sentido opuesto
6:20como estudiamos en la clase de
6:22introducción los estados de equilibrio
6:24son estados en los cuales los sistemas
6:25mantienen sus características establecen
6:27el tiempo sin requerir gastos de energía
6:30del mismo modo este es un estado de
6:32equilibrio electroquímico en el que de
6:34no mediar otras modificaciones en el
6:36sistema éste mantendría sus
6:37características estables en el tiempo
6:39vamos a representar gráficamente todas
6:42estas cosas que acabamos de describir
6:46nuevamente estamos frente a un gráfico
6:48que representa el eje el así la
6:50diferencia de potencial expresado
6:52milivoltios y que por convención se mide
6:55desde el lado intracelular en función
6:57del tiempo expresado en milisegundos
7:01inicialmente cuando no había canales de
7:03potasio insertos en la membrana la
7:05diferencia de potencial entre ambos
7:06compartimentos era cero para abrirse
7:08canales de potasio una membrana la mayor
7:10concentración de potasio del lado
7:12intracelular genera un flujo neto de
7:14potasio hacia el lado extracelular este
7:17flujo neto de cargas positivas que salen
7:19de la célula modificó la diferencia de
7:21potencial transmembrana registrado del
7:22lado intracelular volviéndose este cada
7:25vez más negativo a medida que se
7:28extiende hacia tiempos mayores la
7:30diferencia de potencial transmembrana
7:31registrado del lado intracelular es cada
7:34vez más negativo en este contexto uno
7:37puede plantearse la pregunta hasta qué
7:40valor descenderá la diferencia de
7:42potencial detrás membrana medida en el
7:44lado intracelular
7:45una respuesta parcial a esta pregunta es
7:47y bueno hasta que el sistema alcance su
7:50equilibrio electroquímico
7:52si bien esta respuesta es válida porque
7:54sabemos que en el equilibrio un sistema
7:57mantiene sus características constantes
7:58en el tiempo y que por lo tanto el
8:01equilibrio electroquímico la diferencia
8:02de potencial transmembrana se va a
8:04estabilizar en un único valor
8:07esta respuesta es parcial porque no
8:09contesta la pregunta respecto a qué
8:11valor alcanzará la diferencia de
8:13potencial tras membrana cuando el
8:15sistema alcance el equilibrio
8:16electroquímico antes de poder
8:18determinarse esto experimentalmente
8:20podría calcularse cuál sería el valor
8:23qué datos necesitarías
8:27efectivamente podría esperarse durante
8:29periodos largos y determinar
8:31experimentalmente el valor de la
8:33diferencia de potencial transmembrana en
8:35el cual el sistema se estabiliza y que
8:38por lo tanto mantiene una diferencia de
8:40potencial transmembrana estable en el
8:42tiempo y qué valor de diferencia de
8:44potencial tras membrana es
8:46aproximadamente de menos 100 milivoltios
8:48y se denomina potencial del equilibrio
8:51de lyon potasio o también bajo el
8:53epónimo de potencial large de lyon
8:55potasio y se representa con esta letra
8:57es de equilibrio y con el subíndice de
9:01lyon de interés en este caso tiene la
9:03cara del potasio
9:05méxico podría calcularse analíticamente
9:08este potencial de equilibrio para el
9:10lyon potasio es decir estos menos 100
9:13mil voltios yo podría ahorrarle el
9:15experimento y poder calcularlo a priori
9:18qué datos necesitaría
9:22pero nosotros sabemos que en este
9:23intervalo la diferencia de potencial
9:25tras membrana se mantiene estable en un
9:27tiempo porque el sistema está en
9:29equilibrio y si el sistema está en
9:31equilibrio es porque la magnitud del
9:32gradiente eléctrico es igual a la
9:34magnitud del gradiente químico y de
9:35signo opuesto esto condiciona que el
9:37flujo neto del potasio sea cero y que en
9:39consecuencia el flujo neto de cargas a
9:41través de la membrana sea cero
9:43permitiendo que la diferencia de
9:44potencial tras membrana se mantenga
9:46estable en el tiempo y con el gradiente
9:48químico depende de la diferencia de
9:50concentración en el espacio y esto es
9:52una condición inicial del sistema y es
9:54una información conocida es que es un
9:57muy buen dato que nos dará información
9:58sobre a qué valor de diferencia de
10:01potencial tras membrana se alcanzará el
10:03equilibrio dicho en otras palabras a
10:06partir de gradiente químico calculado a
10:08partir de la diferencia de concentración
10:09millón de interés del espacio podemos
10:12calcular cuál será la diferencia de
10:14potencial o el gradiente eléctrico que
10:17podría equipararse a dicho gradiente
10:19químico permitiendo el equilibrio
10:22electroquímico
10:25esta reflexión puede plasmarse la
10:26siguiente expresión vamos a mirarla por
10:29partes en este primer miembro tenemos el
10:32potencial del equilibrio de unión
10:33cualquiera expresado con la letra el
10:36potencial de equilibrio será igual a
10:38esta constante que vamos a analizar un
10:40momentito multiplicado por el logaritmo
10:42natural o neperiano o envase
10:45de la relación entre la concentración
10:47extracelular de lyon de interés sobre la
10:49concentración intracelular región de
10:51interés es decir que una parte
10:53importante de esta expresión contiene
10:55información sobre el gradiente químico
10:57de lyon y lo que nos está indicando esta
10:59expresión es que el potencial equilibrio
11:01de unión de interés que no olvidemos es
11:04una diferencia de potencial tras
11:05membrana y que se mide en milivoltios
11:09puede calcularse a partir de una
11:10constante pueblo garitte mo natural de
11:12la relación entre la concentración
11:14extrae intracelular de lyon esta
11:17expresión se denomina ecuación de nars
11:19previsto sistema modelo con el ión
11:21potasio podemos usar una versión
11:23adaptada a esta ecuación reduciendo esta
11:25constante a 65 milivoltios
11:28aproximadamente y multiplicando lo por
11:30el logaritmo en base 10 de la relación
11:33entre la concentración extracelular de
11:34bien potasio que podemos aproximar lo a
11:365 mil equivalentes litros sobre la
11:38concentración intracelular de ion
11:40potasio que podemos aproximar los 150
11:42mil equivalentes litros
11:44en este caso como la concentración
11:46extracelular del potasio es menor que la
11:48intracelular el logaritmo y estamos a 0
11:52el lugar y producto siente que es menor
11:54a 1 y entonces este logaritmo nos da un
11:56valor negativo este cálculo no sea un
11:59valor de potencial de membrana en
12:01equilibrio ya un potazo similar al
12:02obtenido experimentalmente es decir
12:04menos siete milivoltios
12:05es decir que si pudimos calcularlo
12:07analíticamente además de hacer el
12:10experimento
12:12detengámonos ahora un minutito para
12:14analizar esta constante a ver de qué se
12:16trata esta constante tenemos r que es la
12:19constante universal de los gases que
12:21conocimos el secundario en el cbc la
12:24temperatura que se representa con la
12:27letra t la valencia de lyon de interés
12:30en el caso en potasio es más 1 porque
12:32tiene una sola carga positiva y efe que
12:35es la constante para horadar utilizada
12:37en los cálculos de electricidad que
12:38hicimos en el secundario y el cbc
12:41desde luego revisa las unidades estas
12:43constantes verán que estas unidades se
12:45van cancelando hasta que todo esto todas
12:50estas unidades solamente pueden
12:52reducirse esta única unidad que es
12:54milivoltios la constante es importante
12:56porque le da a las unidades a esta
12:59expresión ya que el logaritmo natural de
13:01esta relación de concentración es
13:02claramente da un número a dimensiones
13:07volvamos a nuestra reflexión sobre el
13:09sentido detrás de la ecuación de nash
13:12podemos pasar de miembro a los dos
13:15elementos netamente eléctricos de esta
13:17ecuación que son la constante de farah
13:19de la valencia a lyon representadas por
13:21las letras
13:21efe iceta
13:23y recordando que esta letra representa
13:26la diferencia de potencial tras membrana
13:28en equilibrio podemos darnos cuenta que
13:31el sentido detrás de la ecuación de lars
13:33es encontrar el valor de la diferencia
13:35de potencial detrás membrana para el
13:38cual el gradiente eléctrico se equipara
13:41al gradiente químico
13:44solo en dicha condición estaremos en
13:46equilibrio electroquímico que es un
13:49estado característico de un determinado
13:51avión dado que es cierto cada diente con
13:53dado cierto gradiente de concentración o
13:56sea cierta relación entre la
13:57concentración extrae intracelular y dada
13:59también cierta temperatura que también
14:01es otra variable que puede variar
14:05siento mío
14:07a autoevaluar te y ver si verdaderamente
14:09entré en distintos conceptos te propongo
14:12que te imagines aproximadamente cuál
14:15será el valor del potencial de
14:17equilibrio del sodio si sus
14:19concentraciones en el compartimento a&b
14:21fueran de similares a las
14:23concentraciones intra y extra celulares
14:25respectivamente es decir bajo estas
14:28condiciones más o menos cuál será el
14:30signo del potencial del equilibrio del
14:32sodio positivo o negativo lo vemos en el
14:35próximo vídeo