En el fascinante mundo de la biología celular, existen dos conceptos fundamentales que nos permiten comprender el funcionamiento de las células: el potencial de reposo y el potencial de acción.
Estos dos tipos de potenciales eléctricos son esenciales para el correcto desempeño de diversas funciones celulares, desde la transmisión de señales nerviosas hasta la contracción muscular.
En esta introducción, exploraremos en detalle qué son y cómo se generan estos potenciales en las células, así como su importancia en el mantenimiento de la homeostasis y el adecuado funcionamiento de los organismos.
¡Acompáñanos en este emocionante viaje al interior de las células!
Potencial de reposo y potencial de acción: una mirada al funcionamiento neuronal
El potencial de reposo y el potencial de acción son dos conceptos fundamentales para comprender el funcionamiento neuronal.
El potencial de reposo es el estado eléctrico en el que se encuentra una neurona cuando no está transmitiendo señales.
En este estado, el interior de la neurona es más negativo en comparación con el exterior, debido a la distribución desigual de iones.
Esta diferencia de carga eléctrica se debe principalmente a la actividad de las bombas de sodio-potasio, que expulsan iones de sodio hacia el exterior y bombean iones de potasio hacia el interior de la célula.
El potencial de reposo de una neurona típica es de aproximadamente -70 milivoltios (mV).
Este valor se mantiene estable gracias a la acción de las bombas iónicas y los canales iónicos que permiten el paso selectivo de iones a través de la membrana celular.
Cuando una neurona recibe un estímulo, ya sea un impulso eléctrico o una señal química, el potencial de reposo puede cambiar y dar lugar al potencial de acción.
El potencial de acción es una señal eléctrica que se propaga a lo largo de la membrana celular y permite la transmisión de información entre las neuronas.
El potencial de acción se genera a través del proceso de despolarización y repolarización de la membrana celular.
Cuando un estímulo alcanza un umbral determinado, se abren los canales de sodio voltaje-dependientes, permitiendo la entrada masiva de iones de sodio al interior de la célula.
Esto provoca una inversión en la polaridad de la membrana, generando un potencial de acción.
Durante el potencial de acción, el interior de la neurona se vuelve momentáneamente más positivo en comparación con el exterior.
Este cambio en la carga eléctrica se propaga a lo largo de la neurona, desencadenando la liberación de neurotransmisores en las sinapsis y permitiendo la comunicación con otras células.
Una vez que el potencial de acción se ha propagado, la neurona vuelve a su estado de reposo a través del proceso de repolarización.
En este proceso, los canales de potasio se abren, permitiendo la salida de iones de potasio al exterior de la célula y restaurando el potencial de reposo.
Potencial de acción celular: una visión interna
El potencial de acción celular es un fenómeno electroquímico que ocurre en las células y es fundamental para la transmisión de señales eléctricas a lo largo del sistema nervioso.
Este proceso se produce en las neuronas y en otras células excitables, como las células musculares.
El potencial de acción se inicia cuando una célula es estimulada por un estímulo adecuado, como un cambio en el potencial de membrana o una señal química.
Esta estimulación desencadena una serie de eventos bioquímicos y eléctricos que conducen a la generación y propagación de un impulso eléctrico a lo largo de la membrana celular.
El potencial de acción se genera a partir de cambios en la permeabilidad de la membrana celular a los iones, especialmente el sodio (Na+) y el potasio (K+).
En reposo, la membrana celular tiene una diferencia de potencial eléctrico entre el interior y el exterior de la célula, conocido como potencial de reposo.
Esta diferencia de potencial se mantiene gracias a la acción de las bombas de iones y los canales iónicos presentes en la membrana.
Cuando una célula es estimulada, los canales iónicos se abren y permiten el flujo de iones a través de la membrana.
En el caso del potencial de acción, se produce una rápida entrada de iones de sodio a la célula, lo que provoca una despolarización de la membrana.
Esta despolarización se propaga a lo largo de la célula, generando una onda de potencial de acción.
Una vez que la despolarización ha alcanzado su punto máximo, los canales de sodio se cierran y los canales de potasio se abren, permitiendo la salida de iones de potasio de la célula.
Esta salida de iones de potasio produce una repolarización de la membrana, devolviendo el potencial de membrana a su estado de reposo.
El potencial de acción tiene una serie de características importantes.
Por ejemplo, es un evento todo-o-nada, lo que significa que se produce por completo o no se produce en absoluto.
Además, tiene una amplitud constante y una duración muy corta, del orden de milisegundos.
La generación y propagación del potencial de acción es esencial para la función del sistema nervioso.
Permite la transmisión de señales eléctricas a lo largo de las neuronas, lo que facilita la comunicación entre diferentes partes del cuerpo.
Además, el potencial de acción es la base de la contracción muscular, ya que las células musculares también utilizan este fenómeno para generar y propagar señales eléctricas que desencadenan la contracción.
Diferencia entre potencial de membrana y potencial de acción
¡Aprovecha el potencial de tus células!