Potenciales transmembrana

Introducción

Un potencial transmembrana describe la tensión eléctrica entre el interior y el exterior de una membrana celular. Se crea por la distribución desigual de iones y es esencial para muchos procesos biológicos.

Desarrollo del potencial transmembrana

1. Distribución de iones

Espacio interior: Alta concentración de iones de potasio (K⁺), muchas proteínas cargadas negativamente.
Espacio exterior: Alta concentración de iones de sodio (Na⁺) e iones de cloruro (Cl-).

2. Permeabilidad de la membrana

La membrana celular es semipermeable y contiene canales iónicos especiales. El potasio fluye preferentemente fuera de la célula, haciendo que el interior de la célula sea más negativo.

3. Bomba de sodio-potasio

Mecanismo de transporte activo que bombea 3 iones de Na⁺ hacia el exterior y 2 iones de K⁺ hacia el interior de la célula. Esto ayuda a mantener el potencial negativo.

Valores típicos

Potencial de membrana en reposo: aproximadamente -70 mV (en las células nerviosas).
Despolarización: El interior de la célula se vuelve menos negativo.
Hiperpolarización: El interior de la célula se vuelve más negativo.

Significado y función

Conducción nerviosa: Base de los potenciales de acción.
Contracción muscular: Control de la actividad muscular.
Función cardíaca: Control del ritmo cardíaco.
Funciones sensoriales: Conversión de estímulos en señales eléctricas.

Conceptos importantes

Ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz: Cálculo del potencial de membrana.
Potencial deacción: Cambio rápido del potencial de membrana.
Gradiente electroquímico: Combinación de gradiente químico y eléctrico.

Resumen

El potencial transmembrana es esencial para la excitabilidad eléctrica y la comunicación en los sistemas biológicos. Constituye la base de la conducción nerviosa, el movimiento muscular y otros muchos procesos.