EQUILIBRIO DE LA CONCENTRACION DE IONES INTRA Y EXTRACELULARES

La concentración de electrolitos en los líquidos intra y extracelular y su paso por la membrana celular, tienen relación con la excitabilidad de la célula. La permeabilidad selectiva de la membrana celular condiciona la diferencia entre la composición del líquido extra e intracelular. El Na+, el K+ y el Cl-, si bien la atraviesan, lo hacen con velocidades diferentes. Así por ejemplo, los iones K+ y Cl- pasan por la membrana con una velocidad 5o veces mayor que el Na+, cuyo tamaño molecular es mayor. Sin embargo, la diferencia de permeabilidad de la membrana para estos iones no explica satisfactoriamente su diferente concentración en el líquido extra e intracelular. Esta última es el resultado de un equilibrio dinámico de acuerdo con el cual la cantidad de un determinado ion que pasa al interior de la célula es igual a la que sale. Se mantiene en esta forma la distribución equimolar de los iones.


Tanto el movimiento de los iones a través de la membrana celular como su distribución en el líquido extra c intracelular obedece a ciertas leyes. Si dos soluciones de cloruro de sodio de diferente concentración están separadas por una membrana semipermeable, o sea, por una membrana que permite cl libre paso de iones inorgánicos (Na+ , K+ y de C1), pero no de iones orgánicos, los inorgánicos pasarán de un lado de la membrana a la otra hasta que sus concentraciones se hagan iguales en ambos lados de la membrana. Al agregar al líquido de algún lado de la membrana la sal sódica de una proteína, la concentración del ion Na+ en este lado se hacepermanentemente mayor. Esto se debe a que la membrana no permite cl paso de iones ligados a proteínas.


Los iones Na+ y en general los iones inorgánicos, pasan del lugar de su mayor al de menor concentración. A esta tendencia se opone, sin embargo, una fuerza de atracción ejercida por los aniones que tratan, por su carga eléctrica negativa, de retener los cationes de carga eléctrica positiva. Debido a la mayor cantidad de aniones (proteínas) en el espacio intracelular, el C1, de carga negativa, será atraído hacia el espacio extracelular, en que faltan aniones. Se crea así una fuerza eléctrica que atrae cationes hacia el interior de la célula, rechazando al mismo tiempo la penetración de aniones. Resulta así, a pesar del libre paso de los iones por la membrana celular, una distribución desigual de los mismos. Esta distribución desigual representa, sin embargo, un equilibrio, denominado equilibrio de Donan que determina una diferencia de potencial eléctrico en ambos lados de la membrana.


Debido a que la permeabilidad de la membrana separadora de. los compartimientos extra e intracelulares no es uniforme para todas las substancias, la composición de los líquidos respectivos es diferente. El agua y ciertas sustancias en ella disueltas, como O2 y CO2, pasan libremente por la membrana, pero otros componentes (urea y sustancias orgánicas), a pesar de que son liposolubles, como no son polares, lo hacen con cierta dificultad. Se entiende por sustancia no polar aquella que se disuelve en éter o en otros derivados hidrocarburados, capaces de disolver ácidos grasos 'de cadena larga. Las sustancias polares son liposolubles y pasan con facilidad por la membrana celular.


Ya se ha explicado que la concentración de Na+ y de K+ en el líquido extra c intracelular obedece al equilibrio de Donnan, y que los iones orgánicos intracelulares, unidos a los aniones proteicos, no son difusibles y no migran libremente a través de la membrana celular. Esto crea una diferencia de potencial eléctrico entre los espacios extra e intracelulares. El potencial es mayor por fuera de la membrana, es decir, es positivo, en comparación con el intracelular. En realidad ambos potenciales son positivos piro se denomina convencionalmente positivo el potencial extracelular, reservándose el término de negativo para el potencial intracelular. Como hemos dicho, el Na+ es cl catión extracelular predominante, siendo el intracelular el K+, lo que contradice aparentemente el libre paso de Na+. Más bien partes indicar que la membrana celular es impermeable para este ion. Sin embargo, como se ha demostrado, la membrana permite el libre paso de Na+ y su penetración con cierta facilidad al interior de la célula. Si a pisar de esto su concentración intracelular es inferior a la del K+, debe existir un mecanismo que expulsa el sodio penetrado. Este mecanismo existe en realidad y se le denomina bomba de sodio«.