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UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA
Curso: FISIOLOGÍA GENERAL 2017
Laboratorio No. 3
Potencial de reposo. Potencial de acción.
Introducción.
Potencial de reposo.
En este trabajo de laboratorio hará mediciones de la diferencia de potencial eléctrico que
genera al entrar en contacto, mediante una membrana selectiva, dos soluciones de
electrolitos de diferente concentración, usando el programa Excel “Pot de reposo y
accion.xlsm”, disponible en U-Cursos. La figura presenta parte de la Hoja1 del programa.
La simulación supone que existen dos compartimientos eléctricamente aislados, que
llamaremos intracelular y extracelular. Las concentraciones de las soluciones de los
compartimientos corresponden a las concentraciones encontradas en músculos de rana,
tomadas de la página 43 del libro de Bernmard Katz “Nerve, muscle, and synapse
”McGraw Hill, Inc, NewYork 1966.
cint
cext
K
140
2.5
Na
9.2 mM
120 mM
Fisiología General 2017. Trabajo Práctico No. 2
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Las dos cajas de texto a la izquierda de le etiqueta P1, pK, pNa, t, representan las
permeabilidades relativas de K+ y Na+ respectivamente. La permeabilidad de una medida de
la facilidad con que los iones pasan a través de la membrana. En este caso el K+ pasa 10
veces mejor que el Na+ en esta membrana. La tercera caja de texto es la duración de la
simulación, en ms. Al hacer clic sobre el botón de control “Calcula y Guarda” se produce la
simulación. El gráfico representa el curso temporal de la diferencia de potencial eléctrico
establecida entre el compartimiento intracelular y el extracelular, medido en milésimas de
volt, mV, a partir del instante en que las soluciones se ponen en contacto. El cuadro de
texto con caracteres grandes es la lectura del potencial en steady state, es decir cuando llega
a un valor que no cambia en le tiempo. -57.45 mV en este caso
Si se hace esta medición en un músculo de rana, el resultado es de -90 mV. El propósito de
este trabajo es descubrir qué relación la permeabilidad del Na+ y al del K+ hacen que el
potencial simulado se -90 mV. Esta serán las permeabilidades relativas de estos iones
durante el potencial de reposo de la célua.
.
Recolección de datos.
Para descubrir la relación entre potencial eléctrico, y las permeabilidades de potasio y
sodio, haga simulaciones cambiando sistemáticamente una de las variables a la vez. Por
ejemplo, cambiar la permeabilidad relativa del sodio.
Para cambiar las variables de la simulación, por ejemplo, la pNa:
 Clic en la caja de texto (0.1). La caja cambia de color
 Escriba la nueva concentración, (0.2)
 Clic en la etiqueta vecina a la caja de texto para validar el cambio. (Si pone valores
fuera del intervalo aceptado por el programa escuchará una alarma y la variable
tomará el valor inicial.)
 Clic en el botón de control “Simula y guarda”. El resultado de la simulación el
programa lo copia en la Hoja2.
Aviso: El botón de control “Iniciar” borra los resultados acumulados en la Hoja2 desde la celda A2
hasta la I100 y da valores iniciales a las variables. Para respaldo copie frecuentemente sus resultados en
otra área de la Hoja2 y guarde el programa completo en su casilla de correo.
Aviso. Las concentraciones de sodio y potasio y la temperatura están en las celdas Q9-T11
de la Hoja1.
Simulaciones sugeridas:
Explore el potencial resultante para pK = 1 y diferentes valores de pNa que den resultado
alrededor de -90 mV. Por ejemplo 0.001, 0.002, 0.005, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0,
Análisis
En Excel, grafique el potencial eléctrico medido en función de la permeabilidad relativa del
sodio. Dada la progresión de las concentraciones sugeridas es conveniente usar el log10 de
la permeabilidad.
Busque una línea de tendencia polinomio de segundo grado. Con los parámetros del
polinomio y el complemento Solver de Excel, busque el valor de permeabilidad de sodio
que hace que el potencial sea exactamente -90 mV.
Fisiología General 2017. Trabajo Práctico No. 2
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Potencial de acción
Las tres cajas de texto de la Hoja1 contienen PK, pN, y t el tiempo de simulación. Hasta
ahora este t = 1. Cámbielo a 0.5. Este cambio divide la simulación en tre per+iodos, P1, P2
y P3, caracterizados por diferentes permeabilidades t duraciones..
El programa muestra e curso temporal del potencial y en el gráfico y los valores al final de
cada periodo en las cajas de texto. Observe que durante P2, el potencial se acerca a cero.
Técnicamente se dice que la célula se ha despolarizado, ha perdido parte de su potencia
negativo. Esta despolarización transitoria es una simulación de un potencial de acción. En
el caso de la célula que estamos simulando alcanza un potencial de +40mV.
Recolección de datos.
Busque con qué permeabilidad del sodio en P2 es necesaria para que el potencial de acción
sobrepase el cero y alcance +40 mV.
Busque los valores de la permeabilidad del potasio para que en P1 el potencial sea -90 mV
y en P3, se de -110 mV. Esta es la hiperpolarización posterior al potencial de acción.
Informe:
Redacte un pequeño informe conteniendo sus tablas de resultados, sus gráficos y
conclusiones. Mande su informe a [email protected], identificando el número de la guía
y su nombre en el asunto de la carta.