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 nell'interno delle cellule, nonché all'interno di diversi compartimenti e organelli cellulari.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 riposo per 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 all'esterno 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 cella 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 incendio dei potenziali di azione.

nei neuroni e in altre cellule nel sistema nervoso, viene generato un potenziale d'azione quando il potenziale a riposo è disturbato.Il potenziale d'azione inizia con un afflusso di ioni Na ⁺ nella cellula attraverso determinati 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 della membrana scende al di sotto della normale tensione di riposo.La cellula risuona quindi il suo potenziale di riposo usando il Na ⁺/K ⁺-ATPase nel processo di ripolarizzazione. Gli ioni calcio (CA) sono anche importanti per mantenere il potenziale di membrana a riposo nelle cellule muscolari.Gli ioni Ca

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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 sarcoplasmatico 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.