¿Por qué solo se necesita una ‘pequeña cantidad’ de sodio para polarizar significativamente la membrana de una célula?

Answer 1

Solo se necesita una pequeña cantidad de iones de sodio debido a la capacidad particular ([math] C_m [/ math]) de la membrana de la neurona.

La gran cantidad de sodio dentro de la célula y fuera de ella permanece relativamente constante, incluso si se dispara un potencial de acción. Solo necesita una muy pequeña entrada de sodio para cambiar el potencial de membrana de -70mv a + 40mv.

Si asumimos que el interior de una neurona media contiene aproximadamente
[Matemáticas] 3.2 x 10 ^ 9 [/ matemática] iones de sodio, entonces la entrada de iones de sodio durante un potencial de acción será de alrededor de 2 millones de iones. Esos 2 millones de iones de sodio que fluyen hacia la neurona a través de canales iónicos dependientes de voltaje son una gota en el cubo cuando se comparan con [math] 3.2 x 10 ^ 9 [/ math] ya dentro de la neurona. Un potencial de acción solo resulta en un aumento de la concentración de sodio intracelular en un 0.06%, lo que en realidad no es tan significativo. Sin embargo, la pequeña cantidad de movimiento de iones es suficiente para cambiar el potencial de la membrana.

La capacitancia (capacidad de almacenar carga) de la membrana de la neurona desempeña un papel masivo en la capacidad de una pequeña cantidad de carga para cambiar el potencial de la membrana, como se puede ver en la siguiente ecuación:

La cantidad de carga que ingresa a la neurona ([math] Q [/ math]) debido al influjo de los 2 millones de iones de sodio es [math] 1.0 × 10 ^ {- 7} [/ math] coulombs por centímetro cuadrado. Entonces, debido a la capacitancia particular ([math] C_m [/ math]) de la membrana, esa pequeña cantidad de carga positiva puede cambiar el voltaje ([math] V_m [/ math]) de la membrana en ~ 100mv.

Para una explicación más detallada con las ecuaciones, vea :
Las concentraciones de sodio y potasio no cambian durante un potencial de acción