¿Qué es el potencial de descanso?

El potencial de reposo es la diferencia de voltaje a través de una membrana celular, y a veces se lo conoce como voltaje de reposo. Ciertos tipos de células, como las neuronas y las células musculares, utilizan el potencial de reposo para activar los cambios dentro de la célula y el cuerpo. Los potenciales de acción, la contracción muscular y el establecimiento o cambio de procesos de equilibrio en la célula implican el potencial de reposo de la membrana.

Hay concentraciones variables de iones en el citosol, o en el interior de la célula, así como dentro de diferentes compartimentos celulares y orgánulos. Dado que los iones tienen carga positiva o negativa, crean una diferencia de carga entre estos compartimientos diferentes, formando una diferencia en el potencial eléctrico. A menudo, las células querrán mantener esta diferencia a través de una membrana utilizando bombas y canales de iones de proteínas. Cuando se mantiene una diferencia de potencial eléctrico, se llama potencial de reposo.

Los iones que están más involucrados en la creación y el mantenimiento de un voltaje de reposo para una membrana son los iones sodio (Na) y potasio (K). En general, la concentración de K ⁺ es mayor dentro de la célula que afuera, mientras que la concentración de Na ⁺ es mayor fuera de la célula que dentro. Esta diferencia es mantenida por una bomba de proteína de membrana llamada Na ⁺ / K ⁺ -ATPasa, que utiliza adenosina trifosfato (ATP) para obtener energía para mantener las concentraciones relativas. La bomba incorpora tres iones Na ⁺ en la celda por cada dos iones K ⁺ que exporta, lo que le da al interior de la celda una carga más negativa. Este potencial de reposo es especialmente importante para las neuronas, que utilizan la diferencia de voltaje para disparar potenciales de acción.

En las neuronas y otras células del sistema nervioso, se genera un potencial de acción cuando se altera el potencial de reposo. El potencial de acción comienza con una afluencia de iones Na ⁺ a la célula a través de ciertos canales iónicos, lo que crea una despolarización del potencial de membrana una vez que se alcanza un cierto umbral. Aquí, se genera el potencial de acción y la señal eléctrica se transmite a través de la neurona. Después del pico en Na ⁺ , se abren más canales de iones activados por voltaje, liberando K ⁺ de la célula, un paso en el potencial de acción se conoce como hiperpolarización, donde el potencial de membrana cae por debajo del voltaje de reposo normal. Luego, la célula restablece su potencial de reposo utilizando la Na ⁺ / K ⁺ -ATPasa en el proceso de repolarización.

Los iones de calcio (Ca) también son importantes para mantener el potencial de membrana en reposo en las células musculares. Los iones Ca ²⁺ se almacenan en un orgánulo llamado retículo sarcoplásmico, que contiene bombas de proteínas para mantener altas concentraciones de Ca ²⁺ dentro del compartimento. Cuando se le dice a una célula muscular que se contraiga, una señal eléctrica activa el retículo sarcoplásmico al usar el potencial de reposo. El compartimento puede abrirse, liberando iones de Ca ²⁺ en la célula, que se unen a las fibras que permiten que el músculo se contraiga.