QUÈ ÉS EL POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPÒS? - GEOGRAFÍA - 2025

El potencial de membrana en repòs o potencial de repòs ocorre quan la membrana d'una neurona no està alterada per potencials d'acció excitatoris ni inhibitoris. Es dóna quan la neurona no està enviant cap senyal, trobant-se en un moment de descans. Quan la membrana està en repòs, l'interior de la cèl·lula té una càrrega elèctrica negativa en relació amb l'exterior.

El potencial de membrana en repòs és d'aproximadament -70 microvoltis. Això vol dir que l'interior de la neurona té 70 mV menys que la part exterior. A més, en aquest moment hi ha més ions de sodi fora de la neurona i més ions de potassi al seu interior.

La Na + / K + -ATPasa, així com els efectes de la difusió dels ions involucrats, són mecanismes principals per mantenir el potencial de repòs a través de les membranes de les cèl·lules animals.

Què significa potencial de membrana?

Perquè dues neurones intercanviïn informació, cal que es donin potencials d'acció. Un potencial d'acció consisteix en una sèrie de canvis en la membrana de l'axó (prolongació o "cable" de la neurona).

Aquests canvis provoquen que diverses substàncies químiques es traslladin des de l'interior de l'axó fins el líquid que està al voltant d'aquest, denominat líquid extracel·lular. L'intercanvi d'aquestes substàncies produeix corrents elèctrics.

El potencial de membrana es defineix com la càrrega elèctrica existent en la membrana de les cèl·lules nervioses. En concret, es refereix a la diferència de potencial elèctric que hi ha entre l'interior i l'exterior de la neurona.

El potencial de membrana en repòs implica que la membrana estigui relativament inactiva, descansant. No hi ha potencials d'acció que l'afectin en aquest moment.

Per estudiar això, els neurocientífics han utilitzat axons de calamar per la seva gran grandària. Perquè et facis una idea, l'axó d'aquesta criatura és cent vegades més gran que l'axó més gran d'un mamífer.

Els investigadors col·loquen l'axó gegant en un recipient amb aigua de mar, de manera que aquest pot sobreviure un parell de dies.

Amb l'objectiu de mesurar les càrregues elèctriques que produeix l'axó i les seves característiques, s'utilitzen dos elèctrodes. Un d'ells pot proporcionar corrents elèctrics, mentre que un altre serveix per registrar el missatge de l'axó. S'utilitza un tipus d'elèctrode molt fi per evitar qualsevol dany a l'axó, anomenat microelèctrode.

Si es posa un elèctrode en l'aigua de mar i un altre inserit dins de l'axó, s'observa que el aquest últim posseeix una càrrega negativa respecte a el líquid exterior. En aquest cas, la diferència en la càrrega elèctrica és de 70 mV.

Aquesta diferència s'anomena potencial de membrana. Per això és diu que el potencial de membrana en repòs d'un axó de calamar és de -70 mV.

Com es produeix el potencial de membrana en repòs?

Les neurones intercanvien missatges per via electroquímica. Això vol dir que hi ha diverses substàncies químiques dins i fora de les neurones que, quan augmenta o disminueix la seva entrada a les cèl·lules nervioses, donen lloc a diferents senyals elèctrics.

Això passa perquè aquests productes químics posseeixen càrrega elèctrica, per això es coneixen com a "ions".

Els principals ions del nostre sistema nerviós són el sodi, el potassi, el calci i el clor. Els dos primers contenen una càrrega positiva, el calci té dues càrregues positives i el clor, una negativa. No obstant això, també existeixen algunes proteïnes en el nostre sistema nerviós carregats negativament.

D'altra banda, és important saber que les neurones estan limitades per una membrana. Aquesta permet que certs ions arribin a l'interior de la cèl·lula i bloqueja el pas a altres. Per això es diu que és una membrana semi-permeable.

Tot i que les concentracions dels diferents ions s'intenten equilibrar a banda i banda de la membrana, aquesta només deixa passar a alguns d'ells a través dels seus canals iònics.

Quan hi ha potencial de membrana en repòs, els ions de potassi poden travessar la membrana amb facilitat. No obstant, en aquest moment els ions de sodi i de clor tenen més dificultats per passar. A el mateix temps, la membrana impedeix que les molècules de proteïnes carregades negativament surtin de l'interior de la neurona.

A més, també es posa en marxa la bomba de sodi-potassi. Es tracta d'una estructura que mou 03:00 ions de sodi a l'exterior de la neurona per cada dos ions de potassi que introdueix en ella. Així, en el potencial de membrana en repòs s'observen més ions de sodi a l'exterior i més potassi dins la cèl·lula.

Alteració de l'potencial de membrana en repòs

No obstant això, perquè s'enviïn missatges entre neurones s'han de produir canvis en el potencial de membrana. És a dir, s'ha d'alterar el potencial de repòs.

Això pot ocórrer de dues formes per despolarització o per hiperpolarització. A continuació, veurem que significa cadascuna d'elles:

despolarización

Suposem que en el cas anterior els investigadors col·loquin un estimulador elèctric a l'axó que alteri el potencial de membrana en un lloc concret.

Com l'interior de l'axó posseeix una càrrega elèctrica negativa, si s'aplica una càrrega positiva en aquest lloc, es produiria una despolarització. Així, la diferència entre la càrrega elèctrica de l'exterior i l'interior de l'axó es reduiria, el que significa que disminuiria el potencial de membrana.

A la despolarització, el potencial de membrana passa a estar en repòs, a reduir-se cap a zero.

hiperpolarització

Mentre que, a la hiperpolarització es produeix un augment de l'potencial de membrana de la cèl·lula.

Quan es donen diversos estímuls despolaritzants, cadascun d'ells va canviant el potencial de membrana una mica més. Quan arriba a cert punt, aquest pot invertir-se de forma brusca. És a dir, l'interior de l'axó arriba a una càrrega elèctrica positiva i l'exterior es torna negatiu.

En aquest cas, el potencial de membrana en repòs es sobrepassa, el que significa que la membrana es troba hiperpolarizada (més polaritzada del que és habitual).

Tot el procés pot durar uns 2 mil·lisegons, i després el potencial de membrana torna al seu valor normal.

Aquest fenomen d'inversió ràpida de l'potencial de membrana es coneix com a potencial d'acció, i implica la transmissió de missatges per l'axó fins el botó terminal. El valor de l'voltatge que produeix un potencial d'acció es denomina "llindar d'excitació".

referències

1. Carlson, NR (2006). Fisiologia de la conducta 8a Ed. Madrid: Pearson.
2. Chudler, I. (sf). Lights, Camera, Action Potential. Recuperat el 25 d'abril de 2017, de Facultat de Washington: faculty.washington.edu/,
3. Resting potential. (Sf). Recuperat el 25 d'abril de 2017, de Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. The membrane potential. (Sf). Recuperat el 25 d'abril de 2017, de Khan Academy: khanacademy.org.