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PSU: Biología

Pregunta 04_2006(2)

La fase de descenso o repolarización del potencial de acción se debe a la

I) apertura de canales de K+.

II) inactivación de canales de Na+.

III) activación de la bomba sodio-potasio.

Alternativas

A) Sólo I
B) Sólo II
C) Sólo III
D) Sólo I y II
E) I, II y III

Contenido: Naturaleza electroquímica del impulso nervioso y su forma de transmisión entre neuronas y entre neuronas y músculo.

Eje temático: Procesos y funciones vitales.

Curso: Tercero Medio

Clave: D.

Dificultad: Mediana.

Comentario

Esta pregunta requiere que el postulante comprenda el mecanismo que genera el potencial de membrana que se observa en cualquier célula . Debe, además, entender que el potencial de acción observado en las células excitables ( neuronas y células musculares ) es un cambio transitorio y rápido del potencial de membrana desde un estado de reposo, y que este cambio se relaciona principalmente a cambios en la permeabilidad iónica selectiva de la membrana plasmática .

Aproximadamente 30 por ciento de los postulantes omite la respuesta indicando desconocimiento de los fundamentos de la excitabilidad celular . El 25  por ciento considera la alternativa E y el 20 por ciento se inclina por la alternativa C, es decir, el 45 por ciento no sabe distinguir la función de los canales iónicos versus la función de la bomba sodio-potasio en los fenómenos eléctricos celulares .

Aproximadamente el 14 por ciento responde correctamente (alternativa D) .

En general, el valor del potencial de membrana depende de la permeabilidad iónica selectiva de la membrana plasmática . Esta permeabilidad iónica selectiva depende de un tipo especial de proteínas integrales de membrana denominadas canales iónicos .

Existen canales iónicos para cada tipo de ión presente en las soluciones biológicas. Los canales iónicos pueden estar cerrados o abiertos. En reposo, la membrana plasmática es más permeable al K+ porque es rica en canales de K+ que están abiertos.

Puesto que el K+ está más concentrado en el citosol , tiende a difundir hacia el exterior separándose de su contraión. La separación de cargas crea una fuerza electrostática que equilibra la difusión del K+ hacia el compartimiento extracelular.

La separación de cargas se manifiesta como una diferencia de potencial eléctrico (voltaje) entre el interior y el exterior de la célula. Este es el potencial de membrana de reposo y es de valor negativo porque la salida difusional de K+ deja el interior con un exceso de cargas negativas (por cada ión K+ que sale, se queda un anión en el interior).

El potencial de acción se inicia cuando se abren canales de Na+ . Puesto que en reposo, el Na+ está más concentrado en el exterior y el potencial de reposo es negativo, la apertura de canales de Na+ permite la electrodifusión de Na+ hacia el interior. Las cargas positivas que portan los iones Na+ hacen más positivo el interior de la célula, invirtiendo la polaridad del potencial de membrana (punto máximo del potencial de acción).

La repolarización o fase de descenso ocurrirá si se impide la entrada de Na+ y se permite una mayor salida de K+. Esto es posible si se inactivan (cierran) canales de Na+ y se abren más canales de K+.

Por lo tanto, las proposiciones I y II son ciertas.

La función de la bomba sodio-potasio es mantener las diferencias de concentración de Na+ y de K+ a ambos lados de la membrana y, por lo tanto, está continuamente funcionando debido a la tendencia de los iones Na+ y K+ a difundir a favor de sus respectivos gradientes electroquímicos . Su participación cuando se expresa el potencial de acción es redistribuir los iones que participan en la despolarización y repolarización observada durante el potencial de acción.

Hay que hacer notar que la cantidad de iones que participan en el ciclo despolarización-repolarización del potencial de acción es muy poca en relación al total de iones que existen en la célula. De hecho, las concentraciones de iones a ambos lados de la membrana prácticamente no cambian durante la entrada o salida de iones.

La creencia generalizada de que los gradientes iónicos se disipan completamente durante el potencial de acción lleva a pensar, erróneamente, que se requiere la acción de la bomba para repolarizar la membrana (proposición III).

Gran parte de las preguntas relacionadas al potencial de acción tienen altas dificultades, lo que demuestra que es un contenido que debe ser reforzado en el aula, indicando correctamente los roles de cada una de las estructuras involucradas.

Fuente Internet:

Publicación oficial del Demre en www.demre.cl

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