¿Cuál es el papel del cloruro (iones Cl-) en el potencial de membrana?

En las neuronas normales, el potencial de inversión de Chloride está cerca del potencial de reposo de la neurona y también está cerca del potencial de inversión de conductancia de fuga para la neurona. Si bien no son exactamente iguales, estos tres a veces se confunden.

La diferencia entre estos tres potenciales de inversión es sutil.

• Potencial de inversión de cloruro: es el potencial portado únicamente por el ion cloruro. Por lo tanto está dado por el Potencial de Equilibrio de Nernst.

• Potencial de inversión de fuga: La conductancia que permanece (relativamente) constante. Como metáfora útil, la conductancia de fuga es la conductancia pasiva de los iones a través de la membrana. Esta corriente puede ser transportada por cualquier Ion.

• Potencial de reposo: el voltaje en el que la neurona está en reposo, generalmente cuando está en un estado estable. Se define por todos los iones que atraviesan la membrana en reposo. ( ver GHK )

Debido a que estos tres potenciales de inversión son aproximadamente iguales, eso significa que muchos artículos de neurociencia computacional considerarán solo la corriente de fuga como los dos artículos que vinculó. Sin embargo, si hay una razón para considerar específicamente los canales conductores de cloruro (como los receptores GABA), entonces habrá un término específico para el potencial de inversión del ion de cloruro.

Desde una perspectiva computacional, el hecho de que el potencial de inversión del cloruro esté cerca del potencial de reposo es realmente importante. Es capaz de desviar la inhibición. En resumen, esto significa que el potencial de membrana de las neuronas se mueve más cerca del reposo, en lugar de ser más negativo, como es el caso de la corriente hiperpolarizante regular transportada por los iones de potasio. Por lo tanto, si el potencial de membrana está por debajo del potencial impulsor del cloro, la inhibición de la derivación despolarizará ligeramente la célula. Tenga en cuenta que esta pequeña despolarización no pasará el potencial de inversión del cloro, por lo que mantendrá la celda en reposo y evitará que se dispare, a pesar de "despolarizar la celda".

Si bien en general es cierto que la corriente hiperpolarizante suprime el disparo, existen excepciones a esta regla. Por ejemplo, si una neurona es un resonador (se dispara en respuesta a cierta frecuencia de entrada), entonces las entradas hiperpolarizantes a la frecuencia correcta harán que la neurona se dispare. Tenga en cuenta que, sin embargo, esto solo es cierto para la corriente transportada por los iones de potasio, y la inhibición de la derivación evitará este tipo de disparo inducido por hiperpolarización. El razonamiento para esto es bastante complejo, pero una buena explicación (aunque con mucha matemática) véase el libro del Dr. Izhikevich Capítulo 7.

Respuesta corta
En su mayoría, el Cl ^- no se tiene en cuenta en los cálculos del potencial de membrana en reposo y los cambios de voltaje del potencial de acción, porque es menos importante para las características de la membrana neural que el Na ⁺ y el K ⁺ .

Antecedentes
En algunas neuronas, el Cl ^- no se transporta activamente. En términos del potencial de reposo de la membrana, el Cl- ^asienta pasivamente su gradiente a través de la membrana de acuerdo con su potencial de Nernst, ya que tiene una permeabilidad relativamente grande en la mayoría de las neuronas. ^{Por lo tanto ,} el potencial de Nernst del Cl- está gobernado por los gradientes de concentración y voltaje de Na ⁺ y K ⁺ . El Na ⁺ y el K ⁺ se transportan activamente hacia fuera y hacia el interior de la célula, respectivamente, por la acción de la Na ⁺ , -K ⁺ -ATPasa (la bomba de sodio y potasio).

El potencial de Nernst de Cl ^- se puede calcular con la ecuación de Nernst:

Sin embargo, muchas neuronas tienen un cotransportador de K ^{+ /} Cl- que usa el gradiente de K ⁺ para empujar el Cl- contra su gradiente ^de concentración fuera de la célula. En este caso hay más Cl ^- fuera de la célula que sin el transporte activo. Por lo tanto, la apertura de los canales de Cl ^- como en su ejemplo de GABA _A , hiperpolarizará la célula porque el Cl ^- entrará en la apertura del canal de Cl ^{- .} Transporte activo secundario de Cl ^-también puede afectar el potencial de membrana en reposo de estas neuronas, ya que participará activamente en el potencial de membrana general cuando se transporta activamente. Si se tienen en cuenta las permeabilidades relativas de K ⁺ , Na ⁺ y Cl ^- , es decir, 1 : 0,04 : 0,5, se puede utilizar la ecuación de Goldman para calcular el potencial de membrana:

^{Referencia
: Kandel et al . eds. Principios de la ciencia neuronal , 4ª ed. McGraw Hill, 2000}