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13 de abril de 2006
Fisiología General 2006
Primera Prueba
Instrucciones generales.
 Ponga su nombre en todas las hojas de la prueba.
 No desprenda las hojas.
 Conteste cada pregunta en la hoja correspondiente, puede usar el
reverso de la hoja.
 Está permitido ver sus apuntes, guías de laboratorio, libros, etc.
 No está permitido comunicarse con los otros estudiantes ni
circular material de consulta durante la prueba.
 La prueba empieza a las 8:30 y termina a las 11:30.
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Fisiología General 2006 Primera Prueba.
Pregunta 1
Los canales de sodio de un cm2 de axón de jibia tienen una conductancia de 120 mS. La
conductancia de los canales unitarios es de 5 pS. En un desplazamiento del potencial desde -60
mV hasta +10 mV las compuertas m movilizan 4 cargas elementales por canal.
( e0 = 1,6 10-19 Coulomb)
a. Calcule la carga transportada por el conjunto de los canales de sodio de 1 cm2 de
membrana.
b. Calcule la capacidad eléctrica de 1 cm2 de axón si se mide la cantidad de carga necesaria
para desplazar el potencial eléctrico desde -60 mV hasta +10 mV.
c. Compare esta capacidad con la esperada para una hiperpolarización de igual magnitud.
Número de canales por cm2 = 12010-3 / 510-12 = 2.401010.
Número de cargas elementales transportadas por cm 2 = 42.401010 = 9.601010.
a) Carga eléctrica transportada por cm 2 = 9.601010  1.6 10-19 = 1.5 10-8 Coulomb.
b) Capacidad eléctrica aparente al despolarizar = Q/V =1.5 10-8 Coulomb / 0.07 volts = 0.22 F + 1 F
que es la membrana sin canales.
c) Capacidad eléctrica aparente al hiperpolarizar es sólo 1 F porque no se mueve compuertas.
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Pregunta 2
Los potenciales de inversión y las conductancias de las
corrientes de Na y K y Leak del axón de jibia en reposo son:
Calcule el potencial de reposo para este axón.
Calcule el potencial de reposo esperado si se bloquean los
canales de potasio.
GKVK  GNaVNa  GLVL
Vr 
GK  GNa  GL
 320  73.3  6  41.1  330  50.1
320  6  330
Vr  60.6mV
Vr 
Si se bloquean los canales de potasio
Vr 
6  41.1  330  50.1
6  330
Vr  48.5mV
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Pregunta 3
Datos para al axón de jibia:
Capacidad eléctrica 10-6 Fcm-2(1) Cole, K. S. and H. J. Curtis
(1939). J. Gen. Physiol. 22, 649–670
Resistencia específica de axoplasma 19.7 cm(2) Cole K. S. J Gen
Physiol. 1975 66:133-138.
Resistencia específica de axolema 3.3 106 cm2(3).Haydon DA,
Urban BW. J Physiol (London). 1985. 360:275-91

Calcule la constante de espacio y la constante de tiempo
para axones de jibia de 10, 100 y 1000 micrones de diámetro.
Para d = 10 m, d = 1010-6 m, d = 10-3 cm, a = 510-4 cm
Para d = 100 m, d = 1010-5 m, d = 10-2 cm, a = 510-3 cm
Para d = 1000 m, d = 1010-4 m, d = 10-1 cm, a = 510-2 cm

rm
a cm
2 i

3.3  10 6 Ωcm 2
acm
2  19.7Ωcm
  8.4  10 4 acm 2
Para d = 10 m,  = 6.5 cm
Para d = 100 m,  = 20.5 cm,
Para d = 1000 m,  = 65 cm,
  R m Cm
 = RC = 3.3 s para todos diámetros porque en la misma medida que crece la capacidad con el área del
axón, decrece la resistencia de la membrana.
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Pregunta 4
Una membrana contiene dos canales de potasio cuya corriente
unitaria es de 25 pA medida a -10mV. A este potencial la
probabilidad de encontrar abierto el canal de potasio es 0,5.
 Calcule el valor promedio y la varianza de la corriente de
potasio que atraviesa la membrana.
<I> = 2ip = 2250.5 = 25 pA
2 = 2i2pq = 225250.50.5 = 312.5 pA2
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Pregunta 5
La mielina cubre algunos axones con una gruesa capa aislante.
 Discuta que efecto tiene esta vaina de mielina sobre las
constantes de espacio y de tiempo del axón.
La mielina según el anunciado de la pregunta aumenta la
resistencia de la membrana y disminuye la capacidad de la
membrana.
La constante de espacio es Rm / Ri por lo que la constante de
espacio aumenta.
La constante de tiempo es Rm Cm. El efecto sobre la constante de
tiempo depende del cambio relativo de Cm y Rm al poner la
mielina.
La constante de tiempo será menor en presencia de mielina si es
que la capacidad decrece más que lo que aumenta la resistencia de
la membrana.
La constante de tiempo será mayor en presencia de mielina si es
que la capacidad decrece menos que lo que aumenta la resistencia
de la membrana.
La constante de tiempo no cambia será mayor en presencia de
mielina si es que la capacidad decrece en la misma medida que
aumenta la resistencia de la membrana.
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Pregunta 6
¿Qué cambios en el potencial de acción de un axón de jibia espera
encontrar al reducir a la mitad la concentración de sodio
extracelular?
Al bajar la concentración de sodio extracelular a la mitad el
potencial de inversión de la corriente de sodio, VNa, disminuye
según la ecuación de Nernst.
La corriente de entrada sodio va a ser menor porque depende de la
diferencia Vm - VNa. Por lo tanto la rapidez de la despolarización
será menor.
-CdV/dt = IK +INa +IL
En el umbral para disparar el potencial de acción la suma de las
corrientes iónicas es cero. Al ser menor la corriente por canal
de sodio se necesitará una despolarización mayor, que abra más
canales de sodio, para producir un potencial de acción
El potencial de acción está acotado entre VK y VNa Como VNa es
menor el potencial en el pico del potencial de acción será menor.
El potencial de reposo no se verá afectado porque depende
principalmente de IK y de IL
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