Ideas clave
Las células nerviosas transmiten señales como cambios del potencial de membrana, y las musculares se acortan cuando los filamentos finos y gruesos se deslizan. Las preguntas combinan equilibrio iónico, tiempos de conducción y fases del potencial de acción.
- El potencial de equilibrio de un ion a 37 °C es E = (61,5 mV ÷ z) × log₁₀([fuera] ÷ [dentro]). Para el K⁺ es fuertemente negativo, lo que fija el potencial de reposo cerca de −70 mV.
- Un potencial de acción se dispara si la membrana alcanza el umbral. Se abren los canales de Na⁺ (despolarización), luego los de K⁺ (repolarización), y sigue una breve hiperpolarización.
- La velocidad de conducción es distancia ÷ tiempo. La mielina y un axón más ancho la aumentan. Varios PEPS pequeños deben sumarse para alcanzar el umbral.
- El músculo se contrae al deslizarse los filamentos finos sobre los gruesos, lo que acorta el sarcómero mientras los filamentos conservan su longitud.
Ecuaciones clave
E = (61.5 mV ÷ z) × log₁₀([out] ÷ [in])velocity = distance ÷ timeEPSPs needed = (threshold − rest) ÷ sizelength after = rest length × (1 − fraction shortened)
Ejemplo resuelto
Para K⁺ con 5 mM fuera y 140 mM dentro, E = 61,5 × log₁₀(5 ÷ 140) = 61,5 × (−1,45) = −89 mV. Una neurona a −70 mV con umbral de −55 mV y PEPS de 5 mV necesita (−55 − (−70)) ÷ 5 = 3 PEPS. Un impulso que recorre 120 mm en 4 ms tiene una velocidad de 30 m/s.
Errores comunes
- Poner la concentración interior sobre la exterior en la ecuación de Nernst, lo que invierte el signo.
- Decir que el potencial de acción es mayor con un estímulo más fuerte. Es de todo o nada; solo cambia la frecuencia.
- Pensar que los filamentos se acortan durante la contracción. Se deslizan; se acorta el sarcómero.
Práctica
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