Suponer que una membrana celular se comporta como un capacitor de placas paralelas al establecer una diferencia de potencial de 60 mV entre las superficies exterior e interior. ¿Cuál es la capacitancia de la membrana si la carga medida es de 1.33 ρC?
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Respuesta:
Como hemos visto, la membrana celular puede ser representada por un circuito equivalente que consiste en una resistencia y un capacitor en paralelo (Figura 1). Cada uno de esos elementos modela el comportamiento eléctrico de uno de los dos componentes principales de la membrana, la bicapa lipídica que la forma y las moléculas proteícas embebidas en ella que forman los canales iónicos. La bicapa lipídica se comporta eléctricamente como un capacitor y se representa como tal, y los canales iónicos se comportan y representan como una resistencia. Sin embargo, debemos recordar que el concepto de circuito equivalente de la membrana se desarrolló partiendo de una idealización, el comportamiento eléctrico de una célula esférica a la que se puede aplicar el concepto de simetría radial; esto es, la suposición de que el comportamiento eléctrico de toda la membrana celular es equivalente al de un área pequeña. Por otro lado y ya que muchas células cuya actividad eléctrica es de gran interés no son ni pequeñas ni esféricas, como por ejemplo los axones de las neuronas y las fibras musculares esqueléticas, el circuito equivalente de la membrana debe tomar en consideración la presencia de gradientes longitudinales de voltaje y para ello, en esta sección veremos un planteamiento sencillo del circuito equivalente que representa a las células alargadas. También podremos ver las definiciones de las unidades de resistencia y capacitancia de la membrana.
Una célula cuya longitud es mucho mayor que su diámetro puede representarse geométricamente como un cilindro regular. A su vez, ese cilindro puede imaginarse dividido en segmentos perpendiculares a su eje y de un grosor suficientemente pequeño como para poder decir que dentro de él no hay gradientes longitudinales o radiales de voltaje; esto es, cada segmento es isopotencial. Esta construcción es equivalente a la ilustrada en la Figura 2 y como podemos aplicar la simetría radial a cada segmento, estos pueden ser representados por el circuito equivalente de un área pequeña de la membrana como el de la Figura 1. La Figura 2 ilustra esta división de un cilindro regular en segmentos isopotenciales, cada uno representado a su vez por un circuito que tiene una resistencia y una capacitancia en paralelo (R||C), connectados entre si por la resistencia interna (Ri) y la resistencia externa (Ro), aunque frecuentemente esta es muy baja comparada con la del medio interior
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