Potencial de membrana
Las neuronas son células excitables, es decir, conducen señales eléctricas en respuesta a estímulos. La base de la excitabilidad celular radica en la diferencia de concentración de iones entre el citoplasma y el medio extracelular. Todas las células vivas, incluidas las neuronas, mantienen un ligero exceso de iones positivos en el medio extracelular y un ligero exceso de iones negativos en el interior de la célula. Esta distribución de los iones, entre el interior y el exterior de la membrana plasmática, origina una diferencia de cargas eléctricas denominada potencial de membrana. La membrana que presenta esta diferencia de cargas entre su lado interno y externo, se dice que está polarizada.
Potencial de reposo de la membrana
Cuando una neurona no está conduciendo impulsos nerviosos, se dice que se encuentra en estado de reposo. El potencial de membrana de una neurona en este estado se conoce como potencial de reposo. La distribución diferencial de cargas eléctricas a través de la membrana plasmática, se explica por la presencia de proteínas de membrana que distribuyen asimétricamente los iones hacia el interior y el exterior de la célula, otorgándole a la membrana plasmática una permeabilidad selectiva al paso de iones. Es decir, solo algunos iones pueden atravesar la membrana. El potencial de reposo de la membrana puede medirse usando un voltímetro y expresarse en las unidades llamadas milivolts (mv). El potencial de reposo en una neurona es de -70 mV. Se antepone un signo negativo (-) que señala que el lado interno de la membrana posee cargas negativas.
Una superficie interior de la neurona se vuelve ligeramente más negativa, respecto de la exterior, ya que sale más Na+ en comparación con el K+ que entra.
Los canales iónicos (poros) son proteínas de membrana que permiten que ciertos tipos de iones se difundan hacia el interior o el exterior de la célula. En la neurona en reposo, muchos de los canales de potasio están abiertos, mientras que la mayoría de los canales de sodio están cerrados. Esto significa que los iones K bombeados al interior de la neurona pueden difundirse de nuevo al exterior; en cambio, muy pocos iones Na+ bombeados al exterior de la célula se difunden de nuevo al interior de la neurona. Por lo tanto, la permeabilidad selectiva de la membrana también favorece el mantenimiento de un ligero exceso de iones positivos en la superficie exterior de la membrana.
El potencial de reposo es generado tanto por la bomba Na+/K+ como por la selectiva permeabilidad de la membrana generada por la presencia de canales iónicos. Por cada tres iones de sodio que la bomba saca fuera de la célula, dos iones potasio ingresan. La membrana es más permeable al K+ que al Na+, así el potasio que ingresa puede salir rápidamente al exterior. Por lo tanto, la bomba y los canales ayudan a mantener las cargas positivas por fuera de la membrana.
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