Potencial de reposo

Qué es el potencial de reposo

Es el valor concreto y sostenido que adopta el potencial de membrana en ausencia de estímulo. La etimología del término remite al latín potentialis, sobre la raíz potens, "poderoso"; "reposo" añade la idea de estabilidad frente al cambio brusco que caracteriza al potencial de acción. No es, sin embargo, un reposo absoluto: la célula gasta energía de manera continua para sostenerlo, así que el nombre engaña un poco si se toma al pie de la letra.

El valor no es fijo ni universal. En la neurona típica se sitúa entre -60 y -70 mV. Las fibras del músculo esquelético llegan más abajo, entre -85 y -95 mV. El músculo liso se queda más cerca de cero, entre -50 y -60 mV. El miocito cardiaco, en diástole, ronda entre -80 y -90 mV. Estas diferencias reflejan la distinta combinación de canales iónicos que cada tejido expresa en reposo, no un error de medición.

Mecanismo iónico

Tres elementos lo sostienen. El primero es la distribución desigual de iones a ambos lados de la membrana: potasio concentrado dentro, sodio concentrado fuera, y un exceso de proteínas con carga negativa que no pueden atravesar la bicapa. El segundo es la permeabilidad selectiva: en reposo, buena parte de los canales de potasio permanece abierta, mientras que los canales de sodio dependientes de voltaje están cerrados. El potasio sale, arrastrado por su gradiente de concentración, y esa salida deja tras de sí un interior cada vez más negativo, hasta que la propia negatividad frena la salida de más potasio.

El tercer elemento, menos visible pero igual de necesario, es la bomba de sodio-potasio. Sin ella, los gradientes de partida se agotarían en minutos: cada potencial de acción deja entrar algo de sodio y salir algo de potasio, y alguien tiene que devolver esos iones a su sitio. La bomba lo hace consumiendo ATP de forma constante, lo que convierte el mantenimiento del reposo en un proceso activo y no en un simple equilibrio pasivo.

Una precisión sobre el nombre

Hay cierta tensión conceptual en la propia expresión. En termodinámica estricta, "equilibrio" designa un estado en el que no se consume energía para mantenerlo; el potencial de reposo, en cambio, es un estado estacionario fuera del equilibrio, sostenido gracias al trabajo continuo de la bomba de sodio-potasio. Julius Bernstein, cuando formuló su teoría de la membrana en 1902, tendió a identificar el potencial de reposo con el potencial de equilibrio del potasio calculado por la ecuación de Nernst. Se acercan mucho, pero no son lo mismo: la membrana también deja pasar algo de sodio y de cloro en reposo, y esa fuga desplaza el valor real unos milivoltios respecto al equilibrio teórico del potasio puro.

Diferenciación con conceptos próximos

Conviene no confundirlo con el potencial de equilibrio de un ion concreto, que es un valor calculado para ese ion en solitario y que rara vez coincide exactamente con el voltaje real de la célula. Tampoco debe confundirse con el potencial umbral, la barrera de despolarización que hay que superar para disparar un potencial de acción: el de reposo es el punto de partida; el umbral, la meta que hay que alcanzar para que la célula dispare. Todas las células vivas mantienen algún potencial de reposo, generen o no potenciales de acción después; disparar un impulso es un plus reservado a las células excitables.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el potencial de reposo es negativo?

Porque el criterio de signo es una convención: se resta el potencial exterior del interior. Como el interior celular acumula más cargas negativas que el exterior en el estado basal, el resultado de esa resta sale siempre negativo. No hay ningún motivo físico que impida definirlo al revés; simplemente, la comunidad científica adoptó ese criterio hace más de un siglo y se ha mantenido desde entonces.

¿Es igual en todas las células excitables?

No. Varía según el tejido: alrededor de -70 mV en la neurona, entre -85 y -95 mV en el músculo esquelético, entre -50 y -60 mV en el músculo liso y entre -80 y -90 mV en el miocito cardiaco. La cifra depende de qué canales iónicos predominan en reposo en cada tipo celular.

¿Consume energía mantenerlo?

Sí, de forma constante. La bomba de sodio-potasio hidroliza ATP sin descanso para reponer los gradientes que la propia actividad celular va gastando. Por eso los fisiólogos prefieren hablar de estado estacionario y no de equilibrio en sentido estricto.

¿Qué pasa si se pierde el potencial de reposo?

La célula deja de poder generar señales eléctricas con normalidad. Una pérdida sostenida del gradiente iónico, por ejemplo por fallo de la bomba de sodio-potasio o por alteraciones graves de las concentraciones de potasio en sangre, compromete la excitabilidad de nervios y músculos; el detalle clínico de esas alteraciones corresponde a las fichas específicas de cada trastorno.

Referencias

1. Facultad de Medicina, UNAM. Potencial de reposo.
2. Kenhub. Potencial de membrana en reposo y dinámica iónica.
3. Julius Bernstein.
4. Revista Elementos, BUAP. El potencial de reposo como estructura disipativa.