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POTENCIAL DE MEMBRANA
Y POTENCIAL DE ACCION
BIOFISICA 1 
UNIDA 
Normalmente hay potenciales eléctricos a través de las
membranas en todas las células.
Las células nerviosas y musculares son EXCITABLES
es decir, son capaces de generar impulsos electroquímicos 
en sus membranas, y en muchos casos, de transmitir 
señales a lo largo de las mismas.
Árbol 
dendrítico
Som
a
Axón
Núcleo
Cono 
axónico
Morfología de la neurona
Dendritas (árbol dendrítico):
- Prolongaciones cortas
-MP ricas en receptores
- Actúan como una antena que detecta cambios en el entorno neuronal
- Sinapsis con los axones de otras neuronas
• Soma: cuerpo celular central. El núcleo posee una elevada actividad
transcripcional.
• Axón: prolongación larga que parte del cono axónico, desde el que se
aleja el impulso nervioso.
- Isodiamétrico (0,5-20 mm)
- Longitud variable (hasta 1m).
- Termina en ramificaciones (telodendrón) que contiene los terminales
o botones sinápticos que contactan con otras neuronas
- El citoesqueleto permite el tránsito bidireccional de orgánulos
(mitocondrias) y vesículas de neurotransmisores 3
Elementos de Anatomía 
neuronal. 
Formadas por:
Soma
Dendritas: Fibras aferentes
Axón
Telodendrón: Fibras eferentes
NEURONA: unidad básica del sistema 
nervioso, encargada de:
- Recibir y Analizar estímulos 
provenientes del medio.
- Procesar la información recibida 
- Elaborar y Transmitir respuestas a 
tales estímulos.
biofisica I
Clasificación fisiológica de las 
fibras nerviosas
Fibras tipo A: Son mielínicas somáticas (motilidad voluntaria y la sensibilidad constante) su velocidad 
de conducción varia entre 15 y 120 m/s
Fibras tipo B: Son mielínicas vegetativas ( del sistema nervioso autónomo) su velocidad de conducción 
es de 3 a 20 m/s
Fibras tipo C: Son las fibras amielinicas. Su velocidad de conducción es de 0,5 a 2 m/s
biofisica I
Antes de estudiar el potencial de membranas, se 
debe tener CONOCIMIENTO de ciertas 
definiciones como:
Ion: partícula con carga eléctrica.
Canal Iónico: es una proteína de membrana a veces específica que transporta iones y otras moléculas
pequeñas a través de la membrana por difusión pasiva o facilitada, es decir, sin uso de energía.
Polaridad: es la capacidad de un cuerpo de tener dos polos con características distintas.
Impulso Nervioso: es el transporte de información a través de los nervios, y por medio de sustancias
como el Sodio y el Potasio y su interacción con la membrana.
IRRITABILIDAD: “capacidad de reaccionar frente a los cambios del medio externo o interno, debida a la
facultad de los organismos para recibir y transmitir información.”
ESTÍMULO: “ todo aquello capaz de provocar un cambio”
CONDUCTANCIA: La facilidad para el paso de iones a través de los canales iónicos incluyendo la influencia
de los gradientes eléctricos.
biofisica I
Los tipos de
potenciales
• Potencial de
reposo
• Potencial
graduado
• Potencial de
acción
biofisica I
• Potencial de membrana
Iones del potencial de acción
• Iones mas
importantes
• Sodio y potasio
• Cambian el 
gradiente
electroquímico
de la célula
• Iones presentes
• Cloruro y calcio
• El es la diferencia de potencial a ambos lados de 
una membrana que separa dos soluciones de 
diferente concentración de iones, como la membrana celular que 
separa el interior y el exterior de una célula. Cuando se habla de 
potenciales de membrana, se debería hablar del "potencial de 
difusión" o "potencial de unión líquida"
Potencial de membrana
Física básica de los potenciales de membrana 
«Potencial de difusión» producido por una diferencia de 
concentración iónica a los dos lados de la membrana.
La concentración de potasio 
es grande dentro de la membrana de una fibra nerviosa, 
pero muy baja fuera de la misma.
Debido al gran gradiente de concentración de potasio desde el interior hacia el exterior hay una 
intensa tendencia a que cantidades adicionales de iones potasio difundan hacia fuera a través de 
la membrana.
A medida que lo hacen transportan cargas eléctricas positivas hacia el exterior, generando de 
esta manera electropositividad fuera de la membrana y electronegatividad en el interior debido 
a los aniones negativos que permanecen detrás y que no difunden hacia fuera con el potasio.
Potenciales de membrana creados por difusión
++
++
++
++
++
Na+
[ Na +] extracelular > [ Na ] intracelular = difunde = > cargas + intracel
= pero, luego la difusion se frena por esas cargas (+) = POTENCIAL
DE NERNST
El nivel del potencial de difusión a través de una 
membrana que se opone exactamente a la difusión 
neta de un ion particular a través de la membrana 
se denomina potencial de Nernst para ese ion.
Potencial de Nernst
Potencial de reposo en la membrana
de la célula nerviosa
•De reposo: cuando no están transmitiendo señales = - 90 Mv. 
•Es producido por:
*DIFUSIÓN PASIVA DEL K: 
a través de un canal proteico = - 94 Mv
*DIFUSIÓN PASIVA DEL Na: 
a través de canales proteicos pero con menos
permeabilidad que el K = + 61 Mv
La combinación de ambos generan un 
POTENCIAL NETO de – 86 Mv
*BOMBA Na-K:
saca 3 Na+ y mete 2 K = - 90 Mv
Potencial de
membrana
• Diferencia del potencial eléctrico a través de la
membrana
• Sucede por la diferencia de concentración de los 
principales iones de la membrana
• Potencial de la membrana varia entre -90 mV a+45mV
Es el estado de la membrana en donde no se transmiten impulsos; dada las diferencias en
la concentración de iones dentro y fuera de la célula y por diferencias en la permeabilidad de
la membrana celular a los diferentes iones. Ej: en las neuronas
El potencial de membrana en reposo está determinado por:
• La difusión de iones debido al desequilibrio químico por el fenómeno de Donnan
• El bombeo de cargas positivas al exterior por parte de la Bomba Na/K/ATPasa
• La presencia de aniones no difusibles en el interior de la célula: proteínas, sulfatos y fosfatos.
• Cuando no están transmitido 
los señales su potencial es 
de -90mV, donde este 
potencial es dentro de la 
fibra.
• Propiedad de la membrana en
reposo
• Transporte activo de iones de 
SODIO y POTASIO a través de 
lamembrana
• Transporta 3 ion de sodio para 
afuera al mismo tiempo que 2 
iones de potasiopara dentro
• Generam gradiente de 
presión entre ese dos iones
Potencial de reposo
Potencial de reposo de las 
principales células excitables.• .
Musculo cardiaco ventricular: -95mV.
Fibra nerviosa y Fibra muscular -90mV.
Fibras de Purkinje: -85mV.
Soma de la neurona: -70mV.
Musculo liso: -55 a -60mV.
Células del nódulo sinoauricular: -55 a -60mV
biofisica I
biofisica I
Potencial de Acción
• Es la transmisión de impulso a través de la neurona
cambiando las concentraciones intracelulares y
extracelulares de ciertos iones.
biofisica I
Propagación del potencial de acción:
• Una vez que se produce un potencial de acción en la membrana, éste recorre toda la fibra nerviosa o muscular con
las siguientes características:
▪ Se propaga en todas direcciones, aunque por la forma de las fibras predomina una dimensión y podemos
decir que propaga “a lo largo”
▪ La amplitud del potencial se mantiene
▪ La despolarización va seguida de la repolarización en el mismo sentido
biofisica I
Potencial de Acción
Es el cambio rápido y transitorio del potencial de 
membrana, llegándose a la inversión del potencial, es decir 
a una positividad Interna.
Cada potencial de acción es una despolarización de 
suficiente magnitud para producir una respuesta en la 
célula excitable.
Potencial de acción se divide 
en fases
• Potencialdereposo
• El Lado de adentro de la fibra es
negativo y el lado de afuera es positivo,
su carga eléctrica varia entre -65mV
hasta -90mV
• Despolarización
• Surge después de un estimulo externo,
donde modifica los canales de sodio,
haciendo ingresar sodio en el interior de
la fibra alterando el potencial de
membrana y llega a un valorde
• +45 mV
• Repolarización
• Despuésde aalcanzar un voltaje eléctrico
de + 45 mV en el interior de la fibra los
canales de potasio son activados, saliendo
este catión para fuera y disminuyendo el
voltaje para-65mV
• Hiperpolarizacion
• La hiperpolarización es cualquier cambio en
el potencial de membrana de la célula, que
hace que esté más polarizada. Es decir, la
hiperpolarización es un incremento en el
valor absoluto del potencial de membrana de
la célula.
biofisica I
Cambios de la polaridad
• Despolarización: cualquier cambio del potencial de 
reposo llevando el potencial hacia el cero. Ocurre por el 
ingreso de cationes al interior de la célula. 
• Hiperpolarización: fenómeno opuesto, es el cambio del 
potencial haciéndose más negativo, es decir alejándose 
del cero. Ocurre por la salida de cationes. 
Umbral de excitación
• Es la magnitud mínima que debe tener la 
despolarización para convertirse en potencial de acción. 
• En la mayoría de las células excitables este cambio del 
potencial debe ser de alrededor de + 20 mV, necesario 
para que se abran las compuertas activadas por voltaje. 
• Si el potencial de reposo es de – 90 mV, un cambio de + 
20 mV se establecerá cuando el potencial de membrana 
llegue a -70 mV. A este último valor se denomina 
potencial umbral. 
Tipos de Potencial de Acción
• Potenciales de espiga: la despolarización va seguida 
rápidamente de una repolarización. Se observa en 
fibras nerviosas y musculares. 
• Potenciales en meseta: la repolarización tarda en 
presentarse y por lo tanto la despolarización es 
prolongada. Se observa en el musculo cardíaco y liso 
uterino. 
biofisica I
biofisica I
• Periodo refractario absoluto
• Sucede durante el potencial de acción donde la fibra no puede recibir
ningun otro estimulo durante este periodo de despolarización y
repolarización
• Periodo refractario relativo
• Ocurre en la fasehiperpolarización
• Esmuy difícil iniciar otro potencial de acción, debido al bajo voltaje .
• Pero se un estimulo fuese muy intenso a punto de generar una entrada de
sodio muy intensa en el interior de la fibra, entonces un nuevo potencial de
acción esgenerado
biofisica I
Tipos de periodos 
refractarios 
biofisica I
Otro canal
importante:
• Canalesde CALCIO
• Sonencontrados con mayor numero en los músculos liso ycardiaco
• Ayuda a los canales de sodio en la DESPOLARIZACION
• Son conocidos como canales más lentos, por eso la fase de
DESPOLARIZACIONDELMUSCULOSCARDIACOesmásLENTA
biofisica I
• El potencial graduado, también llamado potencial escalonado o 
potencial gradual, es un cambio en el potencial de membrana de 
magnitud variable que va disminuyendo con la distancia. Son 
consecuencia de la suma de la actividad individual de canales 
iónicos regulados por ligando, sin incluir a los canales voltaje-
dependientes.
• Una característica muy importante de los potenciales graduados es 
que son directamente proporcionales a la magnitud del estímulo; a 
mayor número de canales iónicos implicados, mayor magnitud del 
potencial. biofisica I
Potencial graduado
biofisica I
Potencial de acción –
Resumen
A–Membrana en reposo,B – Inicio del estimulo
C–Potencial graduado, D –Potencial de acciónpor
toda la fibra
biofisica I
Impulso
nervioso
• Produce, conduce y realiza una tarea especifica a
partir de una modulación de los potenciales de
membrana
• Despolarización y repolarización
• Desempeñan su función por medio de los potenciales
de acción
biofisica I
Transmisión
sináptica
• Comunicaciónentre lasneuronas
• Tiposde sinapsis
• Eléctrica – pasan el potencial de acción para otra célula por medio de la alteración del voltaje a
otra celula
• Química – amplifica los señales de la sinapsis, por liberación de sustancias químicas llamadas
neurotransmisores
• Promueve la activación de los receptores químicos de otrascélulas
• Dura muy poco tiempo, por eso utilizan la activación de los segundos mensajeros para prolongar
la sinapsisquímica
• Potenciales póssinápticos puede ser:
• Ionotroficos –respuesta rápidas (abertura de los canales desodio)
• Metabotroficos –seligan alos segundomensajearos –proteína G(respuesta longa)biofisica I 34
biofisica I
biofisica I
Sinapsis químicas
• Potenciales pós-sinápticos excitatorios
• Sonentrada sinápticas que despolarizan las células
• Sonproducidos por la aberturas de los canales de sodio ypotasio
• Tipos
• Acetilcolina, norepinefrina, epinefrina, dopamina, glutamato yserotonin
• Potenciales pós sinápticos inhibitorios
• Sonentradas sinápticas que hiperpolarizan la células
• Sonproducidos por la abertura de los canales decloruro
• Tipos:
• Acido gamaaminobutirico 9GABA)y glicina
biofisica I
Características especiales de la transmisión de
impulsos nerviosos
• Tipos de fibras nerviosos
• Mielinizadas- fibras nerviosas másvoluminosas
• Amielinizadas – fibras nerviosas menos voluminosas
• Fibras mielinizadas
• Axon – conduce lo impulso nervioso
• Vaina de mielina – envuelve el axón como untodo
• Compuesta por las CELULAS DE SCHWANN, que forman múltiples
capas envolviendo el axon
• Tiene la función de aislante eléctrico
• Nódulos de Ranvier – esta a cada 1 a 3 milímetros de la vaina
de mielina
• Lugar de intercambio de Ion durante la propagación del potencial
de acción biofisica I
biofisica I
Conducción SALTATORIAen fibras 
mielinizadas• Tiene la función de aumentar
la velocidad de conducción
nerviosa en las fibras
mielinizadas
• Promove un menor gasto
metabólico para reestablecer
las diferencias de
concentración entre los ion de
sodio y potasio a través de la
membrana.
• La velocidad del impulso es de
100 m/s – distancia de un
campo de futbol en 1segundo
Registro de Potenciales de acción.
• Registro Monofásico: Se realiza con un solo electrodo 
ubicado en el interior de la célula.
• Registro Bifásico. Se realiza con dos electrodos 
colocados en lugares distintos de la superficie externa, 
uno de ellos conectado a la terminal positiva y otro a la 
terminal negativa.
Osciloscopio de Rayos Catódicos
• Instrumento que permite observar en una pantalla los 
potenciales del musculo y nervio.
• Partes: 
- Cátodo
- Ánodo
Dinámica dos anestésicos locales
• Bloquean los canales de sodio, impedido lo inicio de la 
despolarización del impulso nervioso de lo dolor.
biofisica I
biofisica I
En la practica medica, como se 
demuestra los potenciales de acción
biofisica I 47
Resumen
• El potencial de membrana en reposo se genera gracias a 
potenciales de difusión (Na, K) y la bomba de sodio/ 
potasio
• El principal responsable es la difusión de potasio
Resumen
• Las células excitables transmiten información por medio 
de potenciales de acción
• Los potenciales de acción se producen cuando un 
estímulo de intensidad mínima (umbral) excita dichas 
células.
• Para estímulos por encima del umbral todo potencial de 
acción tiene la misma magnitud y la misma duración 
(ley del todo o nada)
Resumen
• El potencial de acción se genera por apertura transitoria de 
canales catiónicos (Na), esto genera apertura de canales 
catiónicos voltaje dependientes.
• Después de la apertura los canales para sodio se inactivan 
espontáneamente, esto limita la duración del potencial de 
acción
Resumen
• Un axon no puede propagar un potencial de acción hasta que 
un número suficiente de canales de sodio ha recuperado su 
estado de reposo (periodo refractario absoluto) 1 a 2 ms
• Después el axon queda menos excitable que lo normal 
(periodo refractario relativo)
Resumen
• Los axones de gran diámetro y los mielínicos conducen el 
impulso más rápidamente
• Los axones mielínicos conducen el impulso por conducción 
saltatoria 
• Guillermo A. Mico. Biofísica para ciencias de la salud. 
Editorial EFACIM – EDUNA – 2da Edición - 2012
• Parisi, Mario. Temas de Biofísica. Editorial Mc.Graw-Hill-
Interamericana. 
BIOFISICA I 
BIBLIOGRAFIA