Que es el potencial de membrana

Que es el potencial de membrana

qué es el potencial de equilibrio

Las funciones del sistema nervioso -sensación, integración y respuesta- dependen de las funciones de las neuronas que subyacen a estas vías. Para entender cómo las neuronas son capaces de comunicarse, es necesario describir el papel de una membrana excitable en la generación de estas señales. La base de esta comunicación es el potencial de acción, que demuestra cómo los cambios en la membrana pueden constituir una señal. El estudio del funcionamiento de estas señales en circunstancias más variables implica una mirada a los potenciales graduales, que se tratarán en la siguiente sección.

La mayoría de las células del cuerpo utilizan partículas cargadas, los iones, para crear una carga a través de la membrana celular. Anteriormente, se demostró que esto forma parte del funcionamiento de las células musculares. Para que los músculos esqueléticos se contraigan, basándose en el acoplamiento excitación-contracción, se requiere la entrada de una neurona. Ambas células utilizan la membrana celular para regular el movimiento de iones entre el líquido extracelular y el citosol.

qué es el potencial de membrana en reposo

El potencial de membrana (también potencial transmembrana o voltaje de membrana) es la diferencia de potencial eléctrico entre el interior y el exterior de una célula biológica. Para el exterior de la célula, los valores típicos del potencial de membrana, normalmente dados en unidades de milivoltios y denotados como mV, oscilan entre -40 mV y -80 mV.

Todas las células animales están rodeadas por una membrana compuesta por una bicapa lipídica con proteínas incrustadas en ella. La membrana sirve tanto de aislante como de barrera de difusión para el movimiento de los iones. Las proteínas transmembrana, también conocidas como proteínas transportadoras de iones o bombas de iones, empujan activamente los iones a través de la membrana y establecen gradientes de concentración a través de la membrana, y los canales de iones permiten que los iones se muevan a través de la membrana por esos gradientes de concentración. Las bombas de iones y los canales iónicos son eléctricamente equivalentes a un conjunto de baterías y resistencias insertadas en la membrana, y por tanto crean un voltaje entre los dos lados de la membrana.

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Casi todas las membranas plasmáticas tienen un potencial eléctrico a través de ellas, siendo el interior generalmente negativo con respecto al exterior[1] El potencial de membrana tiene dos funciones básicas. En primer lugar, permite que una célula funcione como una batería, proporcionando energía para operar una variedad de «dispositivos moleculares» incrustados en la membrana[2]. En segundo lugar, en las células eléctricamente excitables, como las neuronas y las células musculares, se utiliza para transmitir señales entre las diferentes partes de una célula. Las señales se generan mediante la apertura o el cierre de canales iónicos en un punto de la membrana, produciendo un cambio local en el potencial de la membrana. Este cambio en el campo eléctrico puede ser detectado rápidamente por canales iónicos adyacentes o más distantes en la membrana. Estos canales iónicos pueden entonces abrirse o cerrarse como resultado del cambio de potencial, reproduciendo la señal.

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El Na+ es fundamental para el potencial de acción en las células nerviosas. Como se muestra en la figura 2.1, los potenciales de acción se inician repetidamente a medida que se modifica la concentración extracelular de Na+. A medida que se reduce la concentración de sodio en la solución extracelular, los potenciales de acción se hacen más pequeños.

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La figura 2.2 muestra la línea recta predicha por la ecuación de Nernst (suponiendo que la membrana fuera exclusivamente permeable al Na+). Hay un buen ajuste entre los datos y los valores predichos por una membrana exclusivamente permeable al Na+. El experimento da apoyo experimental a la noción de que en el pico del potencial de acción, la membrana se vuelve altamente permeable al sodio.

Sin embargo, hay algunas desviaciones entre lo medido y lo predicho por la ecuación de Nernst. ¿Por qué? Una de las razones de la desviación es la permeabilidad continua al K+. Si existe una permeabilidad continua de K+, el potencial de membrana nunca alcanzará su valor ideal (el potencial de equilibrio del sodio) porque la difusión de los iones K+ tiende a hacer que la célula sea negativa. Este punto puede entenderse con la ayuda de la ecuación de GHK.

gráfico de potencial de membrana

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El potencial de membrana (o potencial transmembrana o diferencia de potencial transmembrana o gradiente de potencial transmembrana), es la diferencia de potencial eléctrico (voltaje) a través de la membrana plasmática de una célula. La membrana plasmática delimita la célula para proporcionar un entorno estable para los procesos biológicos. El potencial de membrana surge de la acción de los transportadores de iones incrustados en la membrana que mantienen las concentraciones de iones viables dentro de la célula. El término «potencial de membrana» se utiliza a veces indistintamente con el potencial celular, pero es aplicable a cualquier bicapa lipídica o membrana.

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El potencial de membrana de la mayoría de las células se mantiene relativamente estable. A diferencia de la mayoría de las células, las neuronas están especializadas en utilizar los cambios de potencial de membrana para una comunicación rápida, principalmente con otras neuronas. Cuando una neurona se dispara, el potencial de acción viaja por el axón hasta las sinapsis: la magnitud del potencial de membrana axonal varía dinámicamente a lo largo de su longitud. Al llegar a una sinapsis (química), se libera un neurotransmisor que provoca un cambio de potencial localizado en la membrana de la neurona objetivo al abrir los canales iónicos de su membrana.