En una membrana celular, el fluido externo es fluido extracelular y el interno es fluido intracelular. El fluido extracelular tiene una gran concentración de iones de sodio e iones de cloruro, pero una menor concentración de iones de potasio. El fluido intracelular tiene una alta concentración de iones de potasio que los iones de sodio. En nuestro cuerpo, la neurona envía mensajes electroquímicos, lo que produce una señal eléctrica. Los químicos en nuestro cuerpo están cargados eléctricamente, y cuando tienen una carga eléctrica, son iones. Los iones de sodio y de potasio tienen una carga positiva. Los iones de calcio tienen dos cargas positivas. Los iones de cloruro tienen una carga negativa. La membrana celular es semipermeable. Permite el paso de pocos iones y detiene el paso de otros iones.
Potencial de la membrana en reposo
El transporte de sustancias a través de la membrana celular es la difusión. La difusión genera un potencial de membrana. Los iones intentan equilibrar entre el interior y el exterior de la célula durante la difusión. Cuando una célula no envía una señal, está en estado de reposo. En el estado de reposo, el interior de la célula es negativo cuando se compara con el exterior de la misma. Esto permite la entrada de potasio (K+) y el cloruro (CL–) y detiene los iones de sodio (Na+). Como la célula tiene una membrana semipermeable, la concentración de iones de sodio en el interior de la célula es menor que en el exterior. Los iones Na+ son positivos, así que el exterior de la célula es positivo que el interior. Dentro de la célula, la concentración de iones de potasio y cloruro es mayor que la del exterior de la célula. Por lo tanto, la célula no cumple con el equilibrio de carga. Sin embargo, se produce una diferencia de potencial a través de la membrana celular y se produce un equilibrio. La membrana celular es negativa en el interior y positiva en el exterior. La diferencia en la concentración de iones resulta en el potencial de la membrana de reposo de la célula. El valor del potencial de reposo está entre 60mV y 100mV. El valor permanece constante hasta que un factor externo perturba la membrana celular. En el estado de reposo, la célula se polariza.
Considere un ejemplo de nuestro plasma sanguíneo (suero). Si la concentración de iones de sodio aumenta, se produce daño renal y deshidratación. Si se reduce, se produce una insuficiencia renal y una hipofunción de la corteza suprarrenal. Si la concentración de iones de potasio aumenta, se produce un shock y se produce acidosis. La acidosis es una condición médica en la que el paciente pierde el conocimiento, se desarrolla una taquicardia que resulta en una disminución de la presión sanguínea. Del mismo modo, un aumento de los iones de cloruro produce problemas respiratorios.
Potencial de la membrana de acción
Cuando la corriente iónica o la energía externa excita la porción de una membrana celular, la permeabilidad cambia. Ahora los iones de sodio fluyen dentro de la célula y generan corriente iónica. Esto reduce la barrera de la membrana. Permite que los iones de sodio fluyan dentro de la célula y traten de equilibrarse con los iones del exterior. Mientras tanto, los iones de potasio fluyen fuera de la célula. Así, la célula tiene un potencial positivo dentro de la célula y un potencial negativo fuera de la célula debido al desequilibrio de los iones de potasio. El potencial positivo de la membrana celular es el potencial de la membrana de acción. El valor del potencial de acción es 20mV. Ahora la célula está despolarizada.
Cuando los iones de sodio dejan de fluir hacia la célula, las corrientes iónicas reducen la barrera de la membrana de la pared celular. Así que la célula vuelve a estar polarizada (condición original). En el estado de reposo de la célula, los iones de sodio se precipitan al exterior de la célula mediante la bomba de sodio.
En los nervios y los músculos, la repolarización de las células ocurre rápidamente después de la despolarización. El potencial de acción aparece como un pico durante un milisegundo. En el músculo cardíaco, el potencial de acción aparece durante 150 a 300 milisegundos. Por lo tanto, la repolarización ocurre lentamente en el corazón.
Ley del Todo o Nada
El valor del potencial de acción sigue siendo el mismo independientemente del método de excitación de una célula. No depende de la intensidad del estímulo. Esta es la ley del todo o nada.
Período Refractario Absoluto: Es el período en el que la célula no responde a ningún estímulo. Es 1 milisegundo para la célula nerviosa.
Período refractario relativo: En este período se produce un nuevo potencial de acción. Esto requiere un valor de estímulo mayor para reiniciar el potencial de acción.
