¿Qué es el potencial de membrana?

Un potencial de membrana es el voltaje que existe a través de la membrana de una célula. También se conoce como potencial transmembrana, y es particularmente importante en las células nerviosas o neuronas. El potencial de membrana es causado por una diferencia de potencial eléctrico entre el interior y el exterior de la célula. Cuando una neurona está en reposo, lo que significa que no está disparando un impulso nervioso, el interior de su membrana celular tiene una carga negativa en comparación con el exterior de la célula. Esto resulta de diferentes concentraciones de iones cargados inmediatamente dentro y fuera de la membrana.

Los potenciales de membrana surgen porque las membranas celulares no permiten que los iones de sodio y potasio entren y salgan libremente de las células y alcancen un equilibrio. En cambio, los pasajes especiales conocidos como canales iónicos permiten que los iones de potasio se muevan a través de la membrana celular, reduciendo la carga positiva dentro de la célula. Las bombas de iones en la membrana usan energía para bombear iones de sodio fuera de la célula, mientras bombean potasio. Por cada par de iones de potasio que son transportados a la célula por estos transportadores de iones, tres iones de sodio se mueven hacia afuera, causando una pérdida general de carga positiva desde la celda. También se impide que las moléculas de proteína cargadas negativamente dentro de la célula se vayan.

Juntos, estos factores crean una carga negativa dentro de la célula en relación con el exterior, que forma el potencial de membrana. El potencial es constante en reposo, pero cambia en las células nerviosas cuando los impulsos se transmiten de una neurona a otra. Durante la transmisión del impulso nervioso, ocurre lo que se conoce como un potencial de acción, donde la membrana celular pasa por un proceso llamado despolarización. Después del potencial de acción, el potencial de membrana vuelve a su estado de reposo normal, que normalmente se mide como una diferencia de -70 milivoltios entre el interior y el exterior de la membrana.

El potencial de acción comienza cuando un estímulo nervioso llega a la célula, abriendo canales especiales de sodio en la membrana celular. Los iones de sodio cargados positivamente pasan a la célula y el potencial de membrana cambia, volviéndose menos negativo. Cuando se alcanza un punto conocido como umbral de acción, se abren muchos más canales de sodio y el interior de la membrana celular se carga positivamente, lo contrario de lo normal.

Alrededor del pico del potencial de acción, los canales de potasio se abren y el potasio sale de la célula. Esto hace que el interior de la célula sea más negativo para que la membrana se repolarice. Los canales de sodio también se cierran alrededor de este tiempo. Por lo general, la repolarización se sobrepasa y vuelve gradualmente al potencial normal de membrana en reposo. Este proceso de revertir el potencial de membrana para crear un potencial de acción es lo que permite que los impulsos se transmitan a lo largo de los nervios.