Cos'è il potenziale di riposo?

Il potenziale di riposo è la differenza di tensione attraverso una membrana cellulare e talvolta viene definita tensione di riposo. Alcuni tipi di cellule, come neuroni e cellule muscolari, usano il potenziale di riposo per attuare cambiamenti all'interno della cellula e del corpo. I potenziali d'azione, la contrazione muscolare e la creazione o il cambiamento dei processi di equilibrio nella cellula coinvolgono tutti il ​​potenziale di riposo della membrana.

Esistono diverse concentrazioni di ioni nel citosol, o interno cellulare, nonché all'interno di diversi compartimenti cellulari e organelli. Poiché gli ioni sono caricati positivamente o negativamente, creano una differenza di carica tra questi diversi compartimenti, formando una differenza nel potenziale elettrico. Spesso, le cellule vorranno mantenere questa differenza attraverso una membrana usando pompe e canali a ioni proteici. Quando viene mantenuta una differenza di potenziale elettrico, si chiama potenziale di riposo.

Gli ioni che sono maggiormente coinvolti nella creazione e nel mantenimento di una tensione di riposoPer una membrana sono ioni di sodio (NA) e potassio (K). Generalmente, la concentrazione di K + è maggiore all'interno della cellula rispetto all'esterno, mentre la concentrazione di Na + è maggiore al di fuori della cellula che all'interno. Questa differenza è mantenuta da una pompa proteica di membrana chiamata Na +/k + -Atpase, che utilizza adenosina trifosfato (ATP) per l'energia per mantenere le concentrazioni relative. La pompa incorpora tre ioni Na + nella cellula per ogni due ioni K + che esporta, dando all'interno della cellula una carica più negativa. Questo potenziale a riposo è particolarmente importante per i neuroni, che utilizzano la differenza di tensione per incendi potenziali.

Nei neuroni e in altre cellule nel sistema nervoso, viene generato un potenziale d'azione quando il potenziale di riposo è disturbato. Il potenziale d'azione inizia con un afflusso di ioni Na + nel CELl attraverso alcuni canali ionici, che crea una depolarizzazione del potenziale di membrana una volta che una certa soglia è stata soddisfatta. Qui viene generato il potenziale d'azione e il segnale elettrico viene trasmesso attraverso il neurone. Seguendo il picco in Na +, si aprono più canali ionici con tensione, rilasciando K + dalla cellula, un passaggio del potenziale d'azione è noto come iperpolarizzazione, in cui il potenziale di membrana scende al di sotto della normale tensione di riposo. La cellula risuona quindi il suo potenziale di riposo usando Na +/k + -Atpase nel processo di ripolarizzazione.

Ioni calcio (Ca) sono anche importanti per mantenere il potenziale di membrana a riposo nelle cellule muscolari. Gli ioni Ca 2+ sono immagazzinati in un organello chiamato reticolo sarcoplasmatico, che contiene pompe proteiche per mantenere alte concentrazioni di Ca

2+ all'interno del compartimento. Quando viene detto a una cellula muscolare di contrarre, un segnale elettrico innesca il reticolo sarcoplasmaticoUm usando il potenziale di riposo. Il compartimento è quindi in grado di aprire, rilasciando ioni Ca

2+ nella cellula, che si legano alle fibre che consentono al muscolo di contrarre.