Ejercicios Clase 9 - CANALES Y POTENCIALES I

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Lorena Mora Olivera
hace 6 años
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1 Ejercicios Clase 9 - CANALES Y POTENCIALES I Ejercicio 1. Un canal de Na + permite el pasaje de iones a favor de gradiente electroquímico. Sabiendo que este pasaje es un flujo de iones, calcula cuántos moles de Na + dejaría pasar el canal en 1 mseg, si su conductancia es de 10 ps (asume Po = 1). Usa el diagrama de la derecha para ver el estado de la célula. Ayuda: Usa la ley de Ohm para los parámetros eléctricos necesarios, considerando i = g ( V ψ ) m Ejercicio 2. Diseñas un experimento para estudiar un canal iónico permeable al ión +. Para ello insertas el canal en una bicapa lipídica quedando el mismo expuesto a las concentraciones de sal indicadas en el diagrama. Recuerda que este es un experimento in vitro, donde lo único que hay en la membrana, es el canal que has insertado. a. Grafica cualitativamente las transiciones de corriente en función del tiempo que esperarías, si se aplicaran a la cámara de reconstitución mediante una fuente de voltaje, las siguientes diferencias de potencial eléctrico: 0 mv, 50 mv y 100 mv. Asume Po = 0,5. b. Cómo esperarías que fuese la relación corriente-voltaje (I/V) en esas condiciones? Grafícalo cualitativamente. Identifica y marca en el gráfico el potencial de reversión o potencial de equilibrio del ión +. Calcula la conductancia del canal a partir del gráfico que acabas de realizar. c. Qué fuerzas impulsan el movimiento de iones + a través del canal a potenciales distintos del de reversión? e. Esperarías que hubiese movimiento de Cl - en el circuito?

2 Ejercicio 3. Ahora, estudias el mismo canal iónico permeable al ión +, pero expuesto a las siguientes condiciones: a. Grafica cualitativamente la relación entre la corriente que pasa por el canal, y el voltaje aplicado entre ± 100 mv. b. Identifica y marca en el gráfico el potencial de reversión del ión e indica qué representa. c. Calcula la conductancia del canal. d. Indica la/s diferencia/s más importante/s en este modelo experimental con respecto a la condición del Ejercicio 2. Ejercicio 4. Observa el siguiente registro de corriente obtenido para un canal iónico permeable al potasio: a. Estima la probabilidad de apertura del canal. b. Calcula la cantidad de iones que pasan a través del canal durante el tiempo del registro completo. c. Cómo harías para que pasara un mayor flujo de K + a través del canal por unidad de tiempo? Ejercicio 5. Partiendo de la ley de Ohm aplicada a una membrana celular, con un potencial de membrana V m en reposo (estable en el tiempo), y que está representado por el siguiente circuito equivalente:

3 y considerando como datos los potenciales de equilibrio del Na +, K +, Cl -, y sus respectivas conductancias. a. Identifica las baterías y conductancias para los distintos iones, indicando el sentido respectivo de cada corriente. b. Calcula el V m de membrana (en mv), e identifica cuáles son los potenciales intra y extracelulares. Datos a identificar en el circuito: conductancias 0,5 x 10-6 S, 10 x 10-6 S, y 2,5 x 10-6 S. Baterías: +55 mv, -75 mv, -69 mv. Concentraciones de Na y 16,5 mm, K +, 6 y 106,7 mm; y Cl - 150, 10,6 mm. Ejercicio 6. Interpreta el siguiente gráfico, y utilízalo para aproximar el valor de potencial de membrana de una célula que tiene una relación de permeabilidades Na + /K + de 0,02. Teniendo en cuenta las concentraciones intra y extracelulares indicadas en el gráfico, y la relación de permeabilidades, utiliza la ecuación de Goldman para obtener el valor del potencial de membrana. Compara ambos resultados.

4 Ejercicio 7. Menciona proteínas transmembranales que influyen mayoritariamente en el potencial de reposo celular. Para cada una de ellas, indica qué ión o iones mueven, así como la dirección del movimiento hacia el interior o hacia el exterior de la célula. Ejercicio 8. Analiza la contribución de la bomba de Na + /K + a la generación del potencial de reposo de una fibra muscular estriada (-90 mv). Para ello representa el circuito equivalente a partir de los movimientos de iones que origina la bomba, señalando las conductancias iónicas (g K+ y g Na+ ), los potenciales de equilibrio (E K+ y E Na+ ), las corrientes y el mecanismo de transporte activo de sodio y potasio. Realiza los cálculos necesarios considerando la estequiometría de la bomba (3:2), E K+ = -100 mv, E Na+ = 50 mv, y que en reposo la conductancia para el potasio es unas 10 veces mayor que la correspondiente al sodio (g K+ = 10. g Na+ ). Ayuda: i = g. ( V m - ψ). Ejercicio 9. Completa las frase o tacha lo que no corresponda. El potencial de membrana en reposo tiene su explicación en la distribución simétrica-asimétrica de iones a través de la membrana celular y en la naturaleza de la misma. Son dos las proteínas de transporte involucradas en el potencial de membrana en reposo: un de, que permite que este ión difunda al exterior de la célula, y la -ATPasa. El gradiente de del K + facilita su difusión al exterior de la célula, pero su gradiente eléctrico está orientado hacia el. Por lo tanto, la tendencial del K + a salir de la célula se encuentra balanceada por su tendencia a moverse hacia el de la misma, y en este estado hay un ligero exceso de cationes en el interior-exterior y de aniones en el interior-exterior. Esta situación se conserva gracias a la actividad de la -ATPasa, la cual bombea hacia el interior de la célula y conserva baja la concentración intracelular de. Dicha bomba, es también electrógenica porque. Ejercicio 10. Realiza un esquema de la membrana en reposo con potencial intracelular negativo. Identifica los mecanismos de transporte involucrados en dicho estado indicando el sentido de desplazamiento de los iones con líneas contínuas para mecanismos activos y líneas punteadas para mecanismos pasivos. Indica la estequiometria de los mecanismos que incluyas en el diagrama. Calcula el potencial de membrana em

5 reposo, considerando: [K + ] i = 150 mm, [K + ] e = 5,5 mm, [Na + ] i = 15 mm, [Na + ] e = 150 mm, [Cl - ] i = 9 mm, [Cl - ] e = 125 mm, y P K+ = 1, P Na+ = 0,05, P Cl- = 0,2.

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