Canales de iones I
19 de marzo 2007
http://einstein.ciencias.uchile.cl/Fisiologia2007/Clases/CanalesI.ppt
Vóltmetro de 100 k
0.500 0.909
Vóltmetro de 1 M
0.990
Ampérmetro de 10 k Ampérmetro de 1 k
0.0500.091
Vóltmetro de 10 k
Vóltmetro ideal tiene resistencia infinita
Ampérmetro ideal tiene resistencia cero
+
-
o VVAVO
510A
OO VVAV
AVAVV OO
VVO
VVEsto se cumple para todo circuito con realimentación negativa
Vóltmetro idealRealimentación negativa,negative feedback
Ganancia 1
+
-
o VVAVO
510A
f
O
R
VVI
I
Rf VV
f
O
R
VI
0
fO IRV
Ampérmetro
VV
Para cualquier intensidad de corriente. Resistencia = 0: ampérmetro ideal
A diagonal molecular slab from the DPPC lipid bilayer simulation1; color scheme: PO4 - green, N(CH3)3 - violet, water - blue, terminal CH3 - yellow, O - red, glycol C - brown, chain C - grey. Image taken from a research page of Dr. Richard W. Pastor. (NIH)
Fosfolípidos
Fosfatidil colina, PC
Fosfatidil etanolamina, PE
Fosfatidil serina, PS
Fosfatidil inositol, PI
DPPC = Di Palmitoleoyl Phosophatidyl Choline
250 m
100mM KCl
100mM KCl
KCl 1M KCl 1M
Experimentos en membranas bicapas de lípidos
La membrana se forma pincelando una solución de fosfolípidos en la perforación.
El proceso de formación de la bicapa se observa con una lupa y midiendo la capacidad eléctrica.
SeparaciónPerforación
Ag/AgClAg/AgCl
dt
dVC
R
VVI m
mm
im
dt
dVC
R
VVI m
mm
im
dt
dVC
R
VVI m
mm
im
dt
dVC
R
VVI m
mm
im
Incorporación de canales a la bicapa
V = 100mV
pS 500V 0.1
pA 50 gConductancia de
1 canal, g:
Intensidad de corriente a V=100mV, KCl 100mM / KCl 100mM
90mV
70mV
50mV
30mV
10mV
Corriente de 1 canal en KCl 100 mM/KCl 100mM
Cálculo del promedio de la corriente
Nj
jjiN
i1
1
Pero si sólo se dan dos clases de resultados:x1 = 0 con una probabilidad q yx2 = i con una probabilidad p:
Mk
kkkipi
1
ipipqi 0
La corriente promedio para una membrana con N canales con corriente unitaria i es:
NipI
Cálculo de la varianza de la corriente
Mk
kkk iip
1
22
Pero si sólo se dan dos clases de resultados:x1 = 0 con una probabilidad q yx2 = i con una probabilidad p, yel promedio es pi:
pipiqip 222 0 ppqpi 2222 )1( pqqpi 2222
pqiqppqi 222 Demostrar que para una membrana con 2 canales la varianza es:
pqi22 2Demostrar que para una membrana con N canales la varianza es:
pqNi22
Corriente promedio de 1 canal en a diferentes voltajes.
Corriente promedio de 1 canal en a diferentes voltajes.
)( iVVgi mV? 30iV
pS? 714 Volt 0.07
pA 50g
Corriente del canal abierto a diferentes voltajes.
)( iVVgi
pS 500 Volt 0.8
pA40g
mV 0iV
)( im VVgi
Medición de la conductancia de la membrana
Conductancia mdV
dig
im VV
ig
?
Tangente
Cuerda
)( im VVgi
La conductancia de la membrana es función del potencial eléctrico, Vm
Conductancia cuerda im VV
ig
Conductancia promedio del canal a diferentes voltajes.
)50(1.01
1500
mVe
g
)/( im VVig
¿Cómo explicar que la conductancia dependa del potencial?
90mV
70mV
50mV
30mV
10mV
Corriente de 1 canal a KCl 100 mM/KCl 100mM