Una membrana polarizada es una membrana lipídica que tiene una carga eléctrica positiva en un lado y una carga negativa en el otro, lo que produce el potencial de reposo en las células vivas. El hecho de que una membrana esté o no polarizada está determinado por la distribución de protones disociables e iones permeables dentro y fuera de la membrana que viajan pasivamente a través de un canal iónico o activamente a través de una bomba iónica , creando un potencial de acción . [1] [2] [3]
Las membranas polarizadas consisten en una bicapa de fosfolípidos , con proteínas de membrana incrustadas que ayudan en el transporte molecular y la estabilidad de la membrana, así como lípidos que ayudan principalmente en la estructura y compartimentación de las proteínas de membrana . El aspecto de bicapa de la membrana se debe a la naturaleza anfifílica de los fosfolípidos que componen la membrana. Estos fosfolípidos contienen una región de cabeza hidrófila con un fosfato unido a una variedad de grupos funcionales . Esta región de cabeza está localizada para enfrentar el espacio extracelular fuera de la célula, así como la región citosólica intracelular de la célula. La región de cola de fosfolípidos hidrófoba consiste en una cadena de moléculas de carbono unidas a hidrógeno con dos categorías: saturadas o insaturadas . [4]
La polarización de las membranas celulares se establece y se mantiene mediante el transporte activo y pasivo de iones a través de la membrana mediante proteínas de membrana , específicamente proteínas de canal y bombas de iones . Estas proteínas mantienen un gradiente electroquímico bombeando ciertos iones dentro y fuera de la célula. Este gradiente de iones genera una carga positiva en un lado y una carga negativa en el otro. [5]
El mecanismo principal para generar este gradiente electroquímico es la actividad de la bomba de sodio-potasio (Na/K ATPasa), que utiliza el transporte activo para bombear dos iones de potasio (K+) hacia la célula y tres iones de sodio (Na+) hacia el exterior de la célula por ciclo. Se trata de una proteína de clase P, lo que significa que se fosforila en el proceso y utiliza trifosfato de adenosina (ATP) como fuente de energía. [6]
Los canales iónicos, que son específicos a través de los cuales se permite el paso de iones, también son cruciales para la polarización y el mantenimiento de la polarización. Los canales iónicos dependientes del voltaje se activan o desactivan en respuesta a un cambio en el potencial de membrana, lo que permite que varios iones fluyan a lo largo de su gradiente de concentración en función de la especificidad del canal. Estos canales son cruciales en la propagación y transducción de potenciales de acción en el sistema nervioso, cuando la activación y desactivación transitoria de dichos canales iónicos permite la transducción de señales. [7]