¿Cómo se garantiza el mantenimiento de un estado polarizado en el nervio en reposo?
1. Gradientes de concentración de iones:
- El potencial de membrana en reposo está determinado principalmente por los gradientes de concentración de iones potasio (K+) y sodio (Na+) a través de la membrana neuronal.
- La concentración intracelular de K+ es mayor que la concentración extracelular, mientras que la concentración extracelular de Na+ es mayor que la concentración intracelular.
- Estos gradientes de concentración se establecen y mantienen mediante bombas de iones, como la bomba de sodio-potasio (Na+/K+-ATPasa).
2. Permeabilidad selectiva de la membrana:
- La membrana neuronal es selectivamente permeable a diferentes iones, permitiendo que algunos iones la atraviesen más fácilmente que otros.
- Los canales de potasio son más abundantes en estado de reposo, lo que permite que los iones K+ bajen su gradiente de concentración y salgan de la neurona.
- Esta salida de iones K+ crea una carga neta negativa en el interior de la membrana en comparación con el exterior, lo que da como resultado un potencial de membrana en reposo de aproximadamente -70 milivoltios (mV).
3. Papel de la bomba de sodio-potasio:
- La bomba de sodio-potasio es un sistema de transporte activo que utiliza energía del ATP para mantener los gradientes de concentración de iones a través de la membrana neuronal.
- Bombea tres iones Na+ fuera de la neurona y dos iones K+ hacia la neurona por cada molécula de ATP hidrolizada.
- Esta actividad de bombeo continuo ayuda a restaurar los gradientes iónicos iniciales y contrarresta la fuga pasiva de iones a través de los canales iónicos.
4. Canales de fuga y bomba electrogénica:
- Además de los canales de K+, hay una pequeña fuga de iones Na+ hacia la neurona a través de los canales de fuga.
- Este movimiento hacia adentro de los iones Na+ se equilibra con la naturaleza electrogénica de la bomba de sodio-potasio, que crea un movimiento neto de cargas positivas hacia afuera de la celda.
5. Distribución de cloruro (Cl-):
- Los iones cloruro (Cl-) también contribuyen al potencial de membrana en reposo.
- Los iones Cl- están más concentrados fuera de la neurona y se mueven pasivamente hacia la neurona a través de canales de fuga.
- Sin embargo, la carga negativa de los iones Cl- se ve contrarrestada por las cargas positivas transportadas por los iones K+ que salen de la neurona, manteniendo la electroneutralidad general de la célula.
En resumen, el mantenimiento del estado polarizado en las células nerviosas en reposo se logra mediante los efectos combinados de los gradientes de concentración de iones, la permeabilidad selectiva de la membrana, la actividad de la bomba de sodio-potasio y la distribución de iones de cloruro. Estos mecanismos aseguran la estabilidad del potencial de membrana en reposo, que es esencial para el correcto funcionamiento y la excitabilidad de las neuronas.