Células nerviosas en reposo tienen una carga eléctrica en su membranas: el exterior de la celda está cargado positivamente y el interior de la celda está cargado negativamente. La despolarización ocurre cuando la célula nerviosa invierte estas cargas; para cambiarlos de nuevo a un estado de reposo, el neurona envía otra señal eléctrica. Todo el proceso ocurre cuando la celda permite que iones específicos entren y salgan de la celda.
Cómo funciona la polarización
La polarización es la existencia de cargas eléctricas opuestas a cada lado de la membrana celular. En las células del cerebro, el interior está cargado negativamente y el exterior está cargado positivamente. Se necesitan al menos tres elementos para que esto sea posible. Primero, la célula necesita moléculas como sales y ácidos, que tienen cargas eléctricas. En segundo lugar, la célula necesita una membrana que no permita que las moléculas cargadas eléctricamente pasen libremente a través de ella. Tal membrana sirve para separar cargas. En tercer lugar, las células necesitan tener bombas de proteínas en la membrana que puedan mover moléculas cargadas eléctricamente hacia un lado, almacenando un tipo de molécula en este lado y otro tipo en el otro lado.
Convertirse en polarizado
Una célula se polariza moviendo y almacenando diferentes tipos de moléculas cargadas eléctricamente en diferentes lados de su membrana. Una molécula cargada eléctricamente se llama ion. Las neuronas bombean iones de sodio fuera de sí mismas, mientras introducen iones de potasio. En reposo, cuando la célula no envía una señal eléctrica a otras células, una neurona tiene aproximadamente 30 veces más iones de sodio en su exterior que en su interior; lo contrario se aplica a los iones de potasio. El interior de la célula también contiene moléculas llamadas ácidos orgánicos. Estos ácidos tienen cargas negativas, por lo que se suman a la carga negativa dentro de la célula.
Potencial de acción y despolarización
Una neurona se comunica con otra neurona enviando una señal eléctrica a las yemas de los dedos, lo que hace que las yemas de los dedos liberen sustancias químicas que estimulan una célula vecina. Conocido como potencial postsináptico, esta señal eléctrica y tipo de potencial define una despolarización gradual de la membrana. Si es lo suficientemente grande, activará un potencial de acción. Los potenciales de acción ocurren cuando la neurona abre canales de proteínas en su membrana. Estos canales permiten que los iones de sodio fluyan desde el exterior de la célula hacia la célula. La repentina ráfaga de sodio en la célula cambia la carga eléctrica dentro de la célula de negativa a positiva, lo que también cambia el exterior de positivo a negativo. Todo el evento de despolarización a repolarización ocurre en aproximadamente 2 milisegundos, lo que permite que las neuronas disparen el potencial de acción en ráfagas rápidas que permiten la comunicación neuronal.
Proceso de repolarización
No puede tener lugar un nuevo potencial de acción hasta que se restaure la carga eléctrica adecuada a través de la membrana de la neurona. Esto significa que el interior de la celda debe ser negativo, mientras que el exterior debe ser positivo. Una célula restaura este estado, o se repolariza, activando una bomba de proteínas en su membrana. Esta bomba se llama bomba de sodio-potasio. Por cada tres iones de sodio que bombea fuera de una célula, bombea dos de potasio. Las bombas hacen esto hasta que se alcanza la carga adecuada dentro de una celda.