POTENCIALES DE LA MEMBRANA

   El impulso nervioso viaja a través de potencial de acción o fuerza electromotriz, es decir, las neuronas procesan información que arriba en forma de las señales eléctricas (impulsos nerviosos o potenciales de acción) que viajan a lo largo de sus axones. Estas señales se deben a que los iones tienen cargas eléctricas y se mueven a través de la membrana, pero como las membranas de la mayor parte de las células, incluyendo las neuronas, son relativamente impermeables a los iones, en la membrana hay proteínas que actúan como canales para hacer posible que los iones las crucen.

La diferencia de voltaje a través de la membrana plasmática de una neurona que se encuentra es reposo; esto es, que no está mandando señales eléctricas, es llamada potencial de reposo.

En una neurona típica hay una gran diferencia en la concentración de iones como el sodio y el potasio en los medios intra y extracelular. Además, el interior de la neurona tiene una gran concentración de proteínas cargadas negativamente.

    La única forma como los iones pueden cruzar la bicapa de lípidos es a través de canales especializados. Estos canales son poros transmembranales que pueden estar abiertos o cerrados y por tanto permitir el movimiento de iones particulares, mientras excluyen a otros.

   Cuando la neurona está en reposo, la mayor parte de los canales para los iones están cerrados, pero algunos canales para los iones potasio están abiertos, permitiendo que estos difundan a favor de su gradiente de concentración; esto es, de adentro hacia afuera de la neurona. En cambio, normalmente los canales para los iones sodio están cerrados, por lo que estos no cruzan la membrana cuando la neurona está en reposo.

   En una neurona típica, la concentración interna de potasio es mayor que la concentración externa, por lo que estos iones están sujetos a dos fuerzas: 

1) una fuerza de difusión que empuja los iones K⁺  hacia el exterior de la célula, un movimiento que aumenta las cargas negativas en el interior y; 

2) como los iones potasio están cargados positivamente, también son atraídos por la carga negativa del interior de la célula. Sin embargo, eventualmente las fuerzas difusional y eléctrica se balancean, alcanzándose un potencial eléctrico o voltaje en el cual no hay movimiento neto de iones potasio hacia dentro o afuera de la célula.

   A fin de comprender de qué manera los iones generan el potencial de membrana, debemos definir claramente las fuerzas que mueven los iones a través de ella. 

La velocidad y extensión del transporte iónico a través de las membranas resulta influida por: 

1. La concentración de iones a ambos lados de la membrana. 

2. El potencial eléctrico que existe a través de la membrana; 

3. La permeabilidad o conductancia de la membrana al ion en estudio. 

 Estas dos fuerzas, la química o gradiente de concentración, y la eléctrica o gradiente de potencial, pueden actuar en la misma dirección y, por lo tanto, sumarse, o actuar en dirección opuesta y, en ocasiones, cancelarse mutuamente.

  Para el potencial de membrana de la célula, el punto de referencia es el exterior de la célula. En la mayoría de las neuronas en reposo, la diferencia es potencial de la membrana es de 30 a 90 mV, con el interior de la célula más negativo que el exterior. 

 Cuando no se transmite ningún tipo de impulso eléctrico, los iones de la membrana celular de una neurona son positivos, y los del interior negativos, es decir, la carga de la membrana está equilibrada, es decir, polarizada.

  Cuando una neurona recibe un estímulo, se abren los canales de sodio presentes en la membrana, y por tanto el Na⁺ entra en la célula a favor del gradiente de concentración, de manera que el potencial de membrana cambia a positivo mediante el intercambio de iones, produciéndose una despolarización.

    El potencial de la membrana y la forma en la cual intervienen los iones es una estructura compleja por lo cual a manera de ver una explicación más clara, te comparto este video, ya que lo ilustra de una manera más sencilla, práctica y visual.   

REFERENCIAS.

Bomba de Sodio - Potasio, disponible en:
https://es.khanacademy.org/science/biology/human-biology/neuron-nervous-system/v/correction-to-sodium-and-potassium-pump-video

Potencial de Reposo, disponible en:
http://www.facmed.unam.mx/Libro-NeuroFisio/06-SistemaNervioso/Potenciales/Reposo/Reposo.html

Uchitel, O. D. (2007). El lenguaje de las neuronas. Buenos Aires, Argentina, Eudeba. Recuperado de https://elibro.net/es/ereader/ieu/101404?page=20.

Potencial de Membrana en reposo de una neurona, 15 de enero 2018, disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=zWRFchwqXfM