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Departamento de Ciencias Fisiológicas
Facultad de Medicina
UBA
INTRODUCCIÓN A LA
FISIOLOGÍA Y BIOFÍSICA
GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS
- 2011 -
FISIOLOGÍA Y BIOFÍSICA: INTRODUCCIÓN





El desarrollo de los temas se hará en forma de Seminarios y Trabajos Prácticos.
Los Seminarios son clases teóricas donde se promueve la participación activa de los estudiantes. Se espera que
el alumno antes del seminario conozca y domine una serie de temas señalados para cada sesión y que lea
material relacionado con los objetivos de la clase.
No se repetirá lo que el alumno puede adquirir por sus propios medios a través de la lectura sistemática.
El alumno deberá traer la Guía de Trabajos Prácticos y una calculadora científica conociendo su funcionamiento.
Se recomienda a los alumnos estudiar los temas a través de la resolución de las Guías de Trabajos Prácticos.
SEMINARIO 1: BIOESTADÍSTICA MÉDICA
INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS VARIABLES FISIOLÓGICAS
Temas que el alumno deberá estudiar por si mismo:
Notación Científica: Suma, resta, multiplicación, división y potencia de base 10. Prefijos de múltiplos y
submúltiplos de la unidad de medición. Sistemas de coordenadas cartesianas. Uso de calculadoras científicas,
en especial manejo de cifras significativas y correcto redondeo.
Objetivos:
Al finalizar este Seminario el alumno debe ser capaz de:
1. Comprender al hombre como un sistema que puede describirse mediante variables fisiológicas
2. Entender el concepto de variabilidad biológica
3. Entender las diferencias entre desviación estándar y error estándar
4. Comprender el concepto de normalidad estadística, conocer la diferencia entre probabilidad teórica y
experimental
5. Entender las pruebas de significación, interpretar gráficos y resultados
Contenidos:
Introducción al análisis de las variables fisiológicas. Clasificación de las variables: no numéricas,
numéricas discretas y continuas. Concepto de variabilidad biológica. Parámetros de importancia
médica y biológica. Probabilidad teórica y experimental. Población, muestra y tamaño. Distribución de
frecuencias. Formas de distribución. Distribución normal o Gaussiana: definición, parámetros que la
caracteriza. La media y la desviación estándar. Error estándar y su significado. Intervalo de confianza.
El estudio de muestras numerosas y pequeñas. Pruebas de significación. Parámetros z y t. Uso de
tabla de probabilidad.
SEMINARIO 2: MEDIO INTERNO I
COMPOSICIÓN DE LOS COMPARTIMIENTOS DEL ORGANISMO
SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS EN LA FISIOLOGÍA
Temas que el alumno deberá estudiar por si mismo:
El agua: estructura y propiedades. Formas de expresar la concentración de una solución. Propiedades de los
sistemas coloidales. Componentes químicos de la célula.
Objetivos:
Al finalizar este Seminario el alumno debe ser capaz de:
1. Comprender al hombre como un sistema termodinámico abierto y en estado estacionario
2. Describir al hombre como un sistema de compartimientos integrados
3. Conocer la composición normal y las posibles alteraciones de los diferentes compartimientos
4. Comprender la importancia de las funciones reguladoras como introducción al concepto de homeostasis
5. Conocer y manejar el Sistema Internacional de Medidas
Contenidos:
El hombre como sistema abierto en estado estacionario. Diferencia entre estado estacionario y de
equilibrio. Los grandes compartimientos del organismo: vascular, intersticial e intracelular. Solución
fisiológica: formas de expresar su concentración: porcentaje masa/volumen, molaridad, normalidad y
osmolaridad. Determinación de las propiedades coligativas del plasma: descenso crioscópico y presión
osmótica. Importancia médica. Ionograma. Principio de electroneutralidad. Estudio de los
compartimientos corporales: cálculo de volúmenes compartimentales con distintos trazadores. Forma
de expresar la concentración de protones. Concepto de pH. Sistema Internacional de unidades (SI).
Introducción - Fisiología y Biofísica - 1
SEMINARIO 3: MEDIO INTERNO II
LOS GRANDES MECANISMOS DISIPATIVOS Y SUS FUERZAS IMPULSORAS
LAS BARRERAS BIOLÓGICAS
Temas que el alumno deberá estudiar por si mismo:
Concepto de fuerza, energía y presión. Gradiente de una magnitud. Agitación térmica. Compartimientos físicos y
químicos. Estructura y propiedades de la membrana celular.
Objetivos:
Al finalizar este Seminario el alumno debe ser capaz de:
1. Entender los procesos de difusión, ósmosis y filtración
2. Entender los gradientes químicos, eléctricos, electroquímicos y osmóticos
3. Comprender los gradientes de presión hidrostática y su significado fisiológico en el organismo humano
4. Conocer los procesos de difusión a través de las barreras epiteliales
Contenidos:
La difusión y el potencial químico. Gradientes: químicos, eléctricos, electroquímicos, osmóticos. Flujos
unidireccionales y netos. Ley de Fick. Ósmosis, presión osmótica y oncótica. Coeficiente de reflexión.
Diferencias entre los conceptos de tonicidad y osmolaridad. Filtración y diálisis. Estructura de la
membrana celular. Permeabilidad de las membranas al agua, gases, moléculas hidrosolubles,
liposolubles, iones y macromoléculas. Mecanismos de pasaje de sustancias a través de la membrana
celular: transporte pasivo (difusión simple y facilitada), transporte activo. Transportadores, canales
(iónicos y acuaporinas), bombas. Intercambios a través de vesículas (exo y endocitosis mediada o no
por receptores). Características generales de las barreras epiteliales. Tipos de epitelios (abiertos y
cerrados).
SEMINARIO 4: MEDIO INTERNO III
BIOELECTRICIDAD
GÉNESIS DEL POTENCIAL DE MEMBRANA
Temas que el alumno deberá estudiar por si mismo:
Electrostática y electrodinámica. Instrumentación para la medición de las variables eléctricas. Estructura y
propiedades eléctricas del agua y los proteinatos.
Objetivos:
1. Entender la importancia de los fenómenos bioeléctricos en la fisiología.
2. Comprender las propiedades pasivas de las membranas.
3. Conocer las bases iónicas del potencial de reposo.
Contenidos:
Ley de Coulomb. Intensidad de campo eléctrico. Potencial eléctrico, diferencia de potencial. Ley de
Ohm. Resistencia y conductancia. Leyes de Kirchoff. Capacidad. La membrana celular y su
funcionamiento como circuito eléctrico. Potencial electroquímico. Potencial de difusión. Concepto de
permeabilidad iónica. Equilibrio Donnan. Ecuación de Nernst. Ecuación de Goldman-Hodgkin y Katz.
Potencial de membrana. Bases iónicas del potencial de reposo. Potencial de membrana generado por
una única especie iónica. Potencial de membrana generado por más de una especie iónica. El papel
de la bomba Na+/K+ ATPasa. Técnicas electrofisiológicas (clampeo de voltaje y corriente, patch clamp)
Bibliografía:
Introducción a Bioestadística. Huldah Bancroft
Electronic TextBook STATSOFT http://www.statsoft.com/textbook/stathome.html
StatPrimer version 6 http://www.sjsu.edu/faculty/gerstman/StatPrimer/ (los links pueden no funcionar y puede ser
necesario redireccionarlos)
Temas de Biofísica. Mario Parisi y col. Mc Graw Hill Interamericana, (Ediciones del 2001 en adelante)
Invitación a la Biología (en especial el Capítulo 3: Cómo entran y salen sustancias de la célula). Curtis y col.,
Editorial Médica Panamericana, 2008
Física. Paul A. Tipler Editorial Reverté SA
De la Neurona al Cerebro. Kuffler, S. Nicholls, Editorial Reverté SA
Física para las Ciencias de la vida. Alan Cromer. Editorial Reverte SA
Física Conceptual. Paul Hewitt. Ed. Addison Wesley Iberoamericana
Manual de Fisiología y Biofísica para estudiantes de medicina Ricardo Montoreano, Edición disponible en
www.fundabiomed-uc.org.ve.
Introducción - Fisiología y Biofísica - 2
Trabajo Práctico 1: BIOESTADÍSTICA MÉDICA
INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS VARIABLES FISIOLÓGICAS
1) Clasificar las variables en no numéricas y numéricas (discretas y continuas).
color de ojos
recuento de glóbulos rojos
número de dientes con caries
número de micciones
circunferencia craneal del recién nacido
pH de la sangre
edad de una rata de laboratorio
número de ratas inyectadas para realizar un experimento
presión sistólica de la sangre
frecuencia cardíaca
color de la piel
concentración de glucosa en orina
el peso de los pacientes sometidos a un tratamiento
cm3 de orina eliminados por un paciente en 24 h
2) A) Analice las siguientes distribuciones. ¿Qué ejemplos pueden tener cada una de estas
distribuciones? B) Defina qué es una distribución normal o Gaussiana.¿Qué entiende por valor
“normal” de una medición biomédica? Defina los dos parámetros que caracterizan una distribución
de datos. Marque en el caso de la distribución normal los parámetros X ± 2SD, X ± 3SD.
3) Se tomó la presión arterial (sistólica) a 100 personas que pasaron por la estación de subterráneos
“Facultad de Medicina”. ¿Es ésta una muestra representativa de la ciudad de Buenos Aires? El
resultado de la medición mencionada fue 135  15 mm Hg (  SD; n=100), ¿cómo lo leería?
Introducción - Fisiología y Biofísica - 3
4) La siguiente lista muestra los pesos en kilogramos de 40 pacientes sometidos a un programa de
control de peso:
62
78
82
71
71
78
89
84
72
76
72
75
80
81
64
76
73
82
60
71
73
65
71
57
73
66
73
68
54
72
76
73
68
65
77
71
71
85
79
72
Intervalos
Frecuencia
absoluta
Frecuencia
relativa
Frecuencia relativa
porcentual
54 - 61
62 - 68
69 - 76
77 - 84
85 - 92
a) Utilizando los cinco intervalos mencionados en la tabla siguiente calcule las frecuencias
absolutas, relativas y relativas porcentuales para cada uno de ellos.
b) Grafique el histograma de frecuencias relativas porcentuales.
c) ¿Los resultados del histograma representan una distribución normal?
d) Calcule el promedio y la desviación estándar introduciendo los datos en una calculadora con
funciones estadísticas
5) A) Indique qué diferencias observa en las siguientes distribuciones con respecto a los parámetros
estadísticos que está estudiando. B) Defina SEM; Indique qué diferencia hay entre el SEM y el SD
6) Los datos que se dan a continuación corresponden a la concentración de glucosa en gramos/litro
encontrada en muestras de diabéticos en un grupo de 42 varones.
1.51 2.29 1.6 1.55 1.96 1.22
1.61 1.66 1.46 1.58 2.34 1.86
1.69 1.57 1.72 1.81 1.43 1.76
1.67 1.73 1.62 1.33 1.90 1.80
2.18 1.65 1.58 1.23 1.52 2.00
1.46 1.08 1.36 1.53 1.49 1.6
1.89 1.22 1.33 1.56 1.52 1.4
Establezca intervalo de confianza para
 2 SD y
 2 SEM. ¿Cómo se interpretan estos
intervalos?
Introducción - Fisiología y Biofísica - 4
7) Se realizaron las mediciones de la presión arterial en 200 personas mayores de 20 años sorteadas
entre todos los habitantes de Buenos Aires y en condiciones basales (posición horizontal tras 5
minutos de reposo). El resultado fue: 130  10 mm Hg (  SD; n = 200). Resuelva gráficamente.
 ¿Cuáles son las probabilidades de haber encontrado valores por encima de 150 mm Hg?
 ¿Y por debajo de 120 mm Hg? ¿Y entre 120 y 150 mm Hg? ¿Y por encima de 160 mm Hg?
 A una de las personas de la muestra se le midió una presión arterial sistólica de 170 mm Hg.
¿Podemos concluir que es hipertensa?
 Defina el estadístico Z.
8) Se midió la concentración de hemoglobina en un grupo de mujeres de 20 a 40 años (n =10) dando
un valor de  SDn-1 de 12.13  1.56 (g/dl). Si la concentración de hemoglobina (  SD n-1) en un
grupo de mujeres de 40 a 68 años (n =10) es de 16.11  0.98 g/dl:
 ¿Existen diferencias significativas entre los valores de hemoglobina de ambos grupos?
 ¿Con qué valor de probabilidad y con cuántos grados de libertad?
9) Se realizó un estudio con una droga hipoglucemiante en 14 pacientes por el método antesdespués con los siguientes resultados (valores de glucemia en ayunas en mg/100 ml):
Paciente
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Antes
170
200
180
164
178
165
190
159
183
174
205
167
194
Después
140
120
180
124
168
170
130
155
127
142
175
114
118
Diferencia
a) Calcule el t para una prueba antes-después.
b) Calcule con qué probabilidad la droga sería efectiva como hipoglucemiante.
Introducción - Fisiología y Biofísica - 5
ÁREAS BAJO LA CURVA NORMAL ESTÁNDAR desde 0 a Z
Introducción - Fisiología y Biofísica - 6
Introducción - Fisiología y Biofísica - 7
Trabajo Práctico 2: MEDIO INTERNO I
COMPOSICIÓN DE LOS COMPARTIMIENTOS DEL ORGANISMO
SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS EN LA FISIOLOGÍA
1) ¿Cuántos mEq de Cl- y cuantos de Ca2+ hay en 20 ml de una solución 6 mM CaCl2? (PM CaCl2:
111)
2) Analice el siguiente esquema y calcule el porcentaje que representan cada uno de los
compartimientos esquematizados suponiendo que corresponde a un adulto de 70kg.
a) ¿Cuáles son los componentes del plasma que más contribuyen a la osmolaridad total? ¿En
qué porcentaje?
b) ¿Qué porcentaje de la osmolaridad plasmática corresponde a las proteínas?
3) La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda una solución electrolítica rica en glucosa
para el tratamiento de las diarreas infantiles. La misma tiene la siguiente composición:
- NaCl 3,5 g/l (PM: 58,5)
- KCl 1,5 g/l (PM: 74,5)
- NaHCO3 2,5 g/l (PM: 84)
- Glucosa 20,0 g/l (PM: 180)
A un niño con diarrea estival se le suministra un vaso de 200 ml de la solución luego de cada
deposición diarreica. El niño recibirá en cada dosis:
a. .......... mEq de Clb. .......... mEq de Na+
c. .......... mEq de K+
d. .......... mEq de HCO3-
Introducción - Fisiología y Biofísica - 8
4) Un paciente de 30 años posee una talla de 1,70 m y pesa 60 kg. Calcule cuál será en este
individuo el valor aproximado de agua corporal total (ACT) en litros y cuál será el valor de la masa
de Na+ extracelular (mEq). Considere la concentración normal de Na+ EC: 142 mEq/l.
5) A un paciente se le prescribe una dieta baja en sodio de tal modo que su ingesta en NaCl debe ser
menor a 8 g/día. Se le recoge el volumen total diario de orina y da un valor de 1500 ml con una
concentración de sodio de 90 mEq/l. Suponiendo que no pierde sodio por ninguna otra vía. ¿Cuál
será la cantidad de NaCl ingerida? ¿Respetó el paciente la dieta? (PM NaCl: 58,5).
6) A un paciente inconsciente se le quiere administrar por goteo endovenoso 150 mEq de sodio en 24
horas. a) ¿Qué volumen por minuto se debe usar si la solución es de NaCl 0,9 % P/V (solución
fisiológica)? b) Si el volumen de cada gota es aproximadamente 50 µl ¿Cuál deberá ser el ritmo de
goteo?
7) Los siguientes indicadores se utilizan para medir el volumen de los compartimientos corporales.
Señale cuál es la opción correcta.
a
b
c
d
e
PLASMÁTICO
azul de Evans
azul de Evans
agua tritiada
azul de Evans
azul de Evans
EXTRACELULAR
agua tritiada
ninguno
inulina
ninguno
inulina
INTRACELULAR
inulina
inulina
ninguno
agua tritiada
ninguno
AGUA TOTAL
agua tritiada
agua tritiada
azul de Evans
inulina
agua tritiada
8) Para determinar el volumen total de sangre (volemia) de un paciente, se le inyectaron 2,45 g de
Azul de Evans. Luego de 15 min se le tomó una muestra de sangre y se encontró que la
concentración del marcador es 0,875 mg/ml y el valor del hematocrito del 47%. Calcule el valor de
la volemia (en ml) del paciente.
9) A la guardia de un hospital llega un paciente con signos de deshidratación debido a vómitos y
diarrea durante los últimos 3 días. El médico ordena un análisis de glucosa, urea y electrolitos,
dando el siguiente resultado:
Na+...................158 mEq/l
K+.........................3 mEq/l
Glucosa.............100 mg/100 ml (PM 180)
Urea...................30 mg/100 ml (PM 60)
a) El laboratorio informa una osmolaridad de 247 mOsm/l. ¿Es compatible este valor con los datos
del análisis? Justifique
b) Si el valor de K+ es correcto, el médico debe aumentar la concentración de K+ hasta los valores
normales (5 mEq/l). ¿Cuántos mEq de K+ es necesario inyectar al paciente con un peso corporal
de 65 kg teniendo en cuenta que el déficit de K+ es sólo extracelular?
10) La concentración de H+ en el plasma de un paciente es de 50 nmol/l. ¿A qué valor de pH
corresponde? ¿Es este valor de pH normal?
11) En un paciente internado en un hospital de la Ciudad de Buenos Aires, el médico solicita la
realización de un examen simple de orina. Al recibir el informe comprueba que el pH de la orina es
de 7. En el examen del día anterior el valor encontrado era de 5. ¿En cuánto ha variado la
concentración de hidrogeniones? Fundamente su respuesta.
Introducción - Fisiología y Biofísica - 9
Trabajo Práctico 3: MEDIO INTERNO II
LOS GRANDES MECANISMOS DISIPATIVOS Y SUS FUERZAS IMPULSORAS
LAS BARRERAS BIOLÓGICAS
Carga del soluto absorbida
(mmol/min)
1) El siguiente gráfico muestra la reabsorción renal de un soluto en función de la concentración
plasmática de la misma. A partir de la forma de la curva indique cuál sería el mecanismo y tipo de
transporte. Grafique las curvas que corresponderían a un aumento o una disminución de
transportadores de ese soluto. ¿Cómo sería la curva para un soluto que atraviesa una membrana
por difusión simple? Ejemplifique.
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
0
10
20
30
40
50
Concentración plasmática del soluto (mmol/L)
2) Se tienen dos compartimientos de igual volumen separados por una membrana permeable a la
urea. El compartimiento A tiene 100 mmoles y el B tiene 50 mmoles de urea. Indique qué ocurre
con el flujo neto de urea en los siguientes casos:
a) Aumento del área de la membrana
b) Aumento del espesor de la membrana
c) Si se agregan 20 mmoles de urea en ambos lados
d) Si se agregan 50 mmoles de urea en B
e) Si se agregan 100 mmoles de urea en B
f) Si se cambia la membrana por otra de mayor permeabilidad a la urea
3) En la siguiente figura se observa el esquema de un epitelio
a) ¿Qué tipos de transportes y vías de pasaje están representados para el movimiento de solutos
y agua?
b) ¿Qué importancia le atribuiría a la presencia de la bomba Na+/K+/ATPasa en la membrana
basolateral de las células epiteliales?
c) ¿Qué diferencias hay en la localización de la bomba Na+/K+/ATPasa entre una célula epitelial y
un glóbulo rojo?
d) En este epitelio en particular hay reabsorción de sodio y agua ¿Que ocurriría con la reabsorción
de Na+ si se inhibe la bomba en las células epiteliales? ¿Y con la reabsorción de agua?
Introducción - Fisiología y Biofísica - 10
4) Se realiza un experimento en el cual se enfrentan muestras de glóbulos rojos con soluciones con
distinta osmolaridad ( = coeficiente de reflexión):
TUBO
1
2
3
4
SOLUCIÓN
NaCl 0.9%
NaCl 0.45%
NaCl 1.2%
Urea 1.8%
OSMOLARIDAD
308
154
410
300

~1
~1
~1
~0,2
EFECTO
a) Analice el flujo neto de solvente en cada caso y cuál es la consecuencia sobre el volumen celular.
b) ¿Cómo puede explicar que las respuestas para las soluciones de los tubos 1, 2 y 3 sean distintas
estando las tres constituidas por el mismo soluto?
c) ¿Cómo explica la modificación del volumen celular para los glóbulos rojos del tubo 4?
5) En el siguiente cuadro se describen las alteraciones clínicas más frecuentes que pueden ocurrir en
los fluidos corporales debido a cambios en el volumen del compartimiento extracelular (EC) y/o en
la osmolaridad del mismo. Complete el cuadro indicando qué ocurrirá con la osmolaridad (OSM) y
el volumen del compartimiento intracelular (IC) en cada caso. Considere que no se han aún
desencadenado mecanismos de compensación.
Condición
Ejemplo
Fluido EC
OSM
Volumen
Expansión Hiposmótica
Ingesta excesiva de agua


Contracción hiposmótica
Pérdida de sales por el riñón


Expansión isosmótica
<>

Contracción isosmótica
Edema, infusión i.v. de solución
fisiológica
Hemorragia, quemaduras
<>

Expansión hiperosmótica
Ingesta de bebidas muy saladas


Contracción hiperosmótica
Transpiración severa


Fluido IC
OSM
Volumen
Introducción - Fisiología y Biofísica - 11
6) Un paciente con quemaduras graves perdió el 30% de las proteínas plasmáticas. En un análisis de
sangre se detectó que la albúmina, que es la proteína mayoritaria, disminuyó de 45 a 30 g/l.
a)
b)
c)
d)
¿Se modificó la osmolaridad del plasma?
¿Se modificó la presión oncótica?
¿Qué ocurrirá con el equilibrio hidrosalino entre los diferentes compartimientos corporales?
Indique si las siguientes sustancias son capaces de ejercer una presión osmótica y en qué
compartimiento corporal: Na+, Cl-, glucosa, urea, proteínas, H2O.
7) La siguiente tabla muestra algunos parámetros que han sido medidos en diferentes barreras
epiteliales. Clasifique las barreras de acuerdo a estos parámetros en epitelios cerrados, abiertos o
intermedios. (R: resistencia transepitelial; V: voltaje transepitelial; Cs: concentración de solutos lado
seroso y Cm: concentración de solutos lado mucoso)
EPITELIO
R
(ohm.cm2)
V (mV)
Cs/Cm
Túbulo proximal (rata)
10
0
1.3
Túbulo distal (rata)
300
45
10
Túbulo colector (conejo)
860
25
7
Intestino delgado (conejo)
100
4
1.6
Vejiga urinaria (sapo)
1500
60
600
TIPO
8) ¿Cuáles son las fuerzas que impulsan los mecanismos de ósmosis, difusión y filtración?
Ejemplifique dónde ocurren estos mecanismos en el organismo.
Introducción - Fisiología y Biofísica - 12
Trabajo Práctico 4: MEDIO INTERNO III
BIOELECTRICIDAD
GÉNESIS DEL POTENCIAL DE MEMBRANA
1) Responda las siguientes preguntas:
a) ¿4.5 mEq de Ca2+ tienen la misma carga que 4.5 mEq de K+?
b) ¿El valor de potencial Nernst de un ión puede ser afectado con la temperatura?
2) En la tabla se indican las concentraciones iónicas de dos tipos de células de mamífero y del medio
que las rodea (extracelular). Calcule la relación iónica entre el exterior y el interior celular. ¿Qué
significado tiene? Calcule el potencial de equilibrio para cada ión. Analice los resultados. Considere
la temperatura igual a 37ºC. (Nota: R = 8.314 J x K−1 x mol−1; F = 9.648 ×104 C x mol−1 )
Fibra muscular
Ión
[Ión]ext (mEq/l)
[Ión]int (mEq/l)
Na+
145
12
K+
4.5
155
Ca2+
1
10-4
Cl-
116
4.2
EXT/INT
Eion (mV)
EXT/INT
Eion (mV)
Células somáticas
Ión
[Ión]ext (mEq/l)
[Ión]int (mEq/l)
Na+
145
15
K+
4
120
Ca2+
1
10-4
Cl-
123
20
3) Teniendo en cuenta los datos de concentración iónica de Na+, K+ y Cl- de las dos células del
ejercicio anterior:
a) calcule el Vm resultante de acuerdo a la ecuación de Goldman Hodgkin y Katz considerando
que la relación entre las permeabilidades son: para Na+ 0,03 (siendo 1 para el K+ y el Cl-).
Indique con flechas en los siguientes esquemas hacia donde espera que haya flujo neto para
cada ión si considera los potenciales de membrana calculados.
Célula somática
Fibra muscular
Vm=
Vm=
b) calcule nuevamente el Vm de acuerdo a la ecuación de Goldman Hodgkin y Katz considerando
ahora que la relación entre las permeabilidades son: para Na+ 10 (siendo 1 para el K+ y el
Cl-). ¿Qué significado tiene el resultado obtenido?
Introducción - Fisiología y Biofísica - 13
4) En el siguiente gráfico se comparan los potenciales Nernst de cada ión con respecto al potencial de
membrana de reposo. Complete los recuadros con el cálculo de las fuerzas impulsoras que operan
para cada ión indicado en particular y analice los resultados.
¿Qué conclusiones puede sacar? ¿Cuál es el ión con mayor fuerza impulsora? ¿Qué se observa
para el caso del Cl-? Si el potencial de membrana se despolarizara a +40 mV, se modificarían las
fuerzas impulsoras?
5) La siguiente figura muestra la relación entre la [K+] externa (expresada en mM, en escala
logarítimica) y el potencial de
membrana (mV) de una fibra
muscular. Los círculos indican los
valores experimentales y las
líneas continuas la relación teórica
para cada ecuación indicada en el
interior de la figura.
Responda:
a) ¿Qué sucede a altas concentraciones de K+? ¿Cómo lo
explica?
b) ¿Qué sucede a concentraciones fisiológicas de K+?
c) ¿Encuentra diferencias a lo
observado a bajas concentraciones de K+? ¿Por qué?
d) ¿Qué le recuerdan las dos
ecuaciones indicadas? ¿Por
qué no ajustan los datos
experimentales
a
esas
funciones? ¿Qué pasaría si
usamos la ecuación de GHK
completa?
Introducción - Fisiología y Biofísica - 14
6) Para acercarnos más a la realidad, consideremos ahora la posibilidad que existan iones que no
pueden difundir a través de la membrana celular (ej. proteínas como aniones no difusibles).
a) ¿Cree que esto alterará la distribución trans-membrana de los iones difusibles? ¿Cómo y por qué?
b) Analice la siguiente secuencia de gráficos que muestran la evolución de un sistema con una
membrana semipermeable que no permite la difusión del anión: A-. Tenga en cuenta que, si el
sistema alcanza un equilibrio este deberá cumplir con la siguiente relación:
R.T/F . ln ([K+]extra/[K+]intra) = R.T/F . ln ([Cl-] intra /[Cl-] extra)
¿Cuáles son los valores de las concentraciones de K+ y Cl- en el equilibrio?
0 mV
-8mV
mM
mM
-
Cl = 60
mM
-
Cl = 30
Cl- = 0
Cl- = 30
Cl
A- = 60
-
A- = 0
AK
K+ = 120
A- = 60
K+ = 0
+
Cl
Cl
-
-
A- = 0
A-
K+ = 90
K
K
+
+
K+ = 30
-17 mV
mM
mM
Cl- = ¿?
Cl- =¿?
A- = 60
K+ =¿?
Cl
Cl
-
-
A- = 0
AK
K
+
+
K+ = ¿?
7) a) En un gráfico desarrolle el esquema del circuito eléctrico equivalente de membrana, para un
axón mielínico. En el mismo deben quedar representados los segmentos con y sin vaina de
mielina resaltando las diferencias en sus componentes eléctricos equivalentes.
b) Defina las propiedades pasivas de membrana, desarrolle y explique las fórmulas que las
caracterizan. ¿Cómo difieren estas propiedades entre ambos segmentos de membrana?
c) Agregue un esquema del circuito eléctrico equivalente para un epitelio de intercambio (ej. Túbulo
proximal del nefrón)
Introducción - Fisiología y Biofísica - 15
8) El siguiente registro de canales de potasio, fue realizado mediante la técnica de “patch-clamp”.
e) ¿en qué consiste la misma? ¿Qué información me permite obtener?
f) Indique sobre el gráfico los estados del canal. (Nota: pA= pico Ampere, ms: milisegundos)
g) ¿En qué difieren ambos registros (1 y 2)? ¿Cuál podría ser la razón de esta diferencia?
1
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Introducción - Fisiología y Biofísica - 16