Potencial de membrana en reposo
El efecto Gibbs-Donnan (también conocido como efecto Donnan, ley Donnan, equilibrio Donnan o equilibrio Gibbs-Donnan) es un nombre para el comportamiento de las partículas cargadas cerca de una membrana semipermeable que a veces no se distribuyen uniformemente a través de los dos lados de la membrana. [La causa habitual es la presencia de una sustancia cargada diferente que no puede atravesar la membrana y que, por tanto, crea una carga eléctrica desigual[2] El efecto Gibbs-Donnan puede impedir que las bombas de sodio de las células enfermas funcionen correctamente[3] Algunas especies iónicas pueden atravesar la barrera mientras que otras no. Las soluciones pueden ser geles o coloides, así como soluciones de electrolitos, por lo que el límite de fase entre geles, o un gel y un líquido, también puede actuar como barrera selectiva. El potencial eléctrico que surge entre dos soluciones de este tipo se denomina potencial de Donnan.
Mecanismo de exclusión de Donnan
La presencia de proteínas impermeables con carga negativa en el espacio plasmático altera la distribución de los iones difusibles en los compartimentos del plasma y del líquido intersticial (ISF) para preservar la electroneutralidad. Hemos derivado un nuevo modelo matemático para definir la interrelación cuantitativa entre el equilibrio de Gibbs-Donnan, la osmolalidad de los compartimentos de fluidos corporales y la concentración de Na+ en el agua del plasma ([Na+]pw) y hemos validado el modelo utilizando datos empíricos de la literatura. El nuevo modelo puede dar cuenta de las alteraciones en todas las concentraciones iónicas (iones Na+ y no Na+) entre el plasma y el ISF debido al equilibrio de Gibbs-Donnan. Además del efecto del equilibrio de Gibbs-Donnan sobre la distribución del Na+ entre el plasma y el ISF, nuestro modelo predice que la distribución alterada de los iones no-Na+ osmóticamente activos también tendrá un efecto modulador sobre la [Na+]pw al afectar a la distribución del H2O entre el plasma y el ISF. Los nuevos conocimientos fisiológicos proporcionados por este modelo pueden proporcionar por primera vez una base para entender cuantitativamente cómo los cambios en la concentración de proteínas del plasma modulan la [Na+]pw. Además, este modelo define todos los factores fisiológicos conocidos que pueden modular la [Na+]pw y es especialmente útil para comprender conceptualmente la base fisiopatológica de las disnatremias.
Equilibrio químico
Este capítulo es vagamente relevante para la sección E(i) del programa de estudios de primaria del CICM de 2017, que espera que el candidato al examen “explique los mecanismos de transporte de sustancias a través de las membranas celulares, incluyendo la comprensión del efecto Gibbs-Donnan”. Por supuesto, el efecto Gibbs-Donnan no es realmente un mecanismo de transporte a través de las membranas celulares; más bien, el transporte a través de las membranas celulares es el mecanismo del efecto Gibbs-Donnan; pero tales objeciones son inútilmente académicas. La pregunta 14 del segundo trabajo de 2017 dedicaba el 40% de la puntuación al efecto Gibbs-Donnan. Al parecer, un gran número de candidatos al examen lo confundieron con los gradientes electroquímicos que producen y mantienen el potencial de membrana en reposo, lo que los examinadores consideraron un pequeño desastre. Para evitar futuras confusiones, el efecto Gibbs-Donnan puede resumirse así:
El recurso más completo y definitivo para este tema tendría que ser el libro de consulta de fisiología celular de Nicholas Sperelakis, donde el capítulo 15 (p.243 de la 3ª edición) discute el equilibrio Gibbs-Donnan con minúsculo detalle. Probablemente sea también una buena referencia para discutir por qué el efecto Gibbs-Donnan no es el principal mecanismo responsable del potencial de membrana en reposo. Guyton & Hall menciona el efecto Donnan en relación con los cambios de fluido capilar alrededor de la página 196 de la 13ª edición, y el tratamiento de este fenómeno allí es muy insatisfactorio. Ganong’s Review of Medical Physiology hace un trabajo un poco mejor (p.6 de la 23ª edición), tres párrafos más o menos, lo cual es probablemente suficiente para el trabajo gubernamental. Si uno es temperamentalmente inadecuado para la piratería, puede pagar por estos libros de texto y encontrar estas referencias dentro de ellos. Alternativamente, Nguyen & Kurtz (2006) tienen un artículo gratuito en línea que discute el concepto en gran detalle, con demasiado álgebra y un enfoque en el equilibrio de Gibbs-Donnan entre el fluido intersticial y el intravascular.
Líquido tisular
El efecto Gibbs-Donnan (también conocido como efecto Donnan, ley Donnan, equilibrio Donnan o equilibrio Gibbs-Donnan) es un nombre para el comportamiento de las partículas cargadas cerca de una membrana semipermeable que a veces no se distribuyen uniformemente a través de los dos lados de la membrana. [La causa habitual es la presencia de una sustancia cargada diferente que no puede atravesar la membrana y que, por tanto, crea una carga eléctrica desigual[2]. Por ejemplo, las grandes proteínas aniónicas del plasma sanguíneo no son permeables a las paredes capilares. Dado que los cationes pequeños son atraídos, pero no están unidos a las proteínas, los aniones pequeños atravesarán las paredes capilares alejándose de las proteínas aniónicas más fácilmente que los cationes pequeños.
Así, algunas especies iónicas pueden atravesar la barrera mientras que otras no. Las soluciones pueden ser geles o coloides, así como soluciones de electrolitos, y como tal el límite de fase entre geles, o un gel y un líquido, también puede actuar como una barrera selectiva. El potencial eléctrico que surge entre dos soluciones de este tipo se denomina potencial de Donnan.
