Debido a la naturaleza de la membrana celular, que es permeable a algunos iones e impermeable a otros, la célula se encuentra en un equilibrio de Nernst, que es un concepto de ingeniería química en el que las fuerzas eléctricas de los iones se equilibran con las de los gradientes de concentración. . El potencial de membrana en reposo está cerca del potencial de Nernst del ión de potasio, mientras que en reposo la membrana es más permeable al potasio.
El truco detrás del potencial de acción es que hay canales de iones mediados por voltaje. Más específicamente, cuando una pequeña inyección de corriente hace que la membrana celular se mueva en una dirección positiva, se vuelve más permeable al ion de sodio, lo que hace que el interior de la célula se mueva en una dirección más positiva, y lo hace aún más permeable al sodio. y así sucesivamente, en un bucle de retroalimentación positiva. Finalmente, la membrana se acerca mucho al potencial de Nernst del ion sodio. Luego, el canal de potasio comienza a abrirse y los canales de sodio comienzan a cerrarse, lo que lleva a la célula a un potencial de reposo
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El proceso a menudo se expresa como el Modelo de conductancia paralela :
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Los valores de las baterías corresponden a los potenciales de Nernst de las respectivas especies iónicas, que es el valor en el cual la corriente del ion debido a las fuerzas eléctricas es igual y opuesta a la actual debido al gradiente de concentración para una especie dada.
Aunque el potencial de reposo es de aproximadamente -70 mV, el potencial de acción es principalmente una señal de CA, con componentes de frecuencia en el rango de kHz.