Potencial de membrana
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 celda, los valores típicos del potencial de membrana, normalmente dados en unidades de milivoltios y denotados como mV, varían de –80 mV a –40 mV.
Todas las células animales están rodeadas por una membrana compuesta por una bicapa lipídica con proteínas incrustadas en ella. La membrana sirve como aislante y como barrera de difusión para el movimiento de 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 iónicos permiten que los iones se muevan a través de la membrana a favor de esos gradientes de concentración. Las bombas de iones y los canales de iones son eléctricamente equivalentes a un conjunto de baterías.y resistencias insertadas en la membrana, y por lo tanto crean un voltaje entre los dos lados de la membrana.
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. Primero, permite que una celda funcione como una batería, proporcionando energía para operar una variedad de "dispositivos moleculares" incrustados en la membrana. [2] En segundo lugar, en células excitables eléctricamente , como neuronas y células musculares., se utiliza para transmitir señales entre diferentes partes de una celda. Las señales se generan abriendo o cerrando canales iónicos en un punto de la membrana, lo que produce un cambio local en el potencial de membrana. Este cambio en el campo eléctrico puede ser detectado rápidamente por canales iónicos adyacentes o más distantes en la membrana. Esos canales de iones pueden abrirse o cerrarse como resultado del cambio de potencial, reproduciendo la señal.
En las células no excitables y en las células excitables en sus estados de referencia, el potencial de membrana se mantiene en un valor relativamente estable, denominado potencial de reposo . Para las neuronas, los valores típicos del potencial de reposo oscilan entre –80 y –70 milivoltios; es decir, el interior de una celda tiene un voltaje de línea de base negativo de un poco menos de una décima parte de un voltio. La apertura y el cierre de los canales iónicos pueden inducir una desviación del potencial de reposo. Esto se denomina despolarización si el voltaje interior se vuelve menos negativo (por ejemplo, de –70 mV a –60 mV), o hiperpolarización si el voltaje interior se vuelve más negativo (por ejemplo, de –70 mV a –80 mV). En las células excitables, una despolarización lo suficientemente grande puede provocar un potencial de acción ., en el que el potencial de membrana cambia rápida y significativamente durante un tiempo corto (del orden de 1 a 100 milisegundos), a menudo invirtiendo su polaridad. Los potenciales de acción son generados por la activación de ciertos canales iónicos dependientes de voltaje .
En las neuronas, los factores que influyen en el potencial de membrana son diversos. Incluyen numerosos tipos de canales iónicos, algunos de los cuales están activados químicamente y otros activados por voltaje. Debido a que los canales iónicos dependientes de voltaje están controlados por el potencial de membrana, mientras que el potencial de membrana mismo está influenciado por estos mismos canales iónicos, surgen bucles de retroalimentación que permiten dinámicas temporales complejas, incluidas oscilaciones y eventos regenerativos como los potenciales de acción.
El potencial de membrana en una célula se deriva en última instancia de dos factores: la fuerza eléctrica y la difusión. La fuerza eléctrica surge de la atracción mutua entre partículas con cargas eléctricas opuestas (positivas y negativas) y la repulsión mutua entre partículas con el mismo tipo de carga (tanto positivas como negativas). La difusión surge de la tendencia estadística de las partículas a redistribuirse de regiones donde están altamente concentradas a regiones donde la concentración es baja.
