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