El potencial de equilibrio (o potencial Nernst) de una célula está determinado por la permeabilidad iónica de su membrana. En electrofisiología, la famosa ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz se usa para calcular esto:
donde PNa +, PK + y PCl- son las permeabilidades de la membrana a Na +, K + y Cl-. Básicamente, lo que dice la ecuación de GHK es que el potencial de equilibrio global de todos los iones a través de la membrana se dirigiría hacia el potencial de equilibrio del ion al que la membrana tiene la mayor permeabilidad .
En estado de reposo, la membrana de una neurona es ligeramente permeable a K + y casi impermeable a Na +. El potencial de equilibrio de K + es alrededor de -90 mV. Es por eso que el potencial de reposo de una neurona es usualmente de alrededor de -60 ~ -70 mV.
Sin embargo, cuando AMPAR, que es un canal catiónico permeable tanto al Na + como al K +, es activado por el glutamato, se restablece el potencial de equilibrio de la membrana. Debido a que AMPAR tiene una permeabilidad casi igual a Na + y K +, el potencial de membrana es conducido igualmente hacia el de Na + (~ + 40 mV) y K + (~ 90 mV) y termina cerca de 0 mV. (Esto también se conoce como “potencial de inversión” del canal iónico, ya que a 0mV, la corriente de Na + y la corriente K + que pasa a través del AMPAR se cancelan mutuamente). Sin embargo, comparado con el estado de reposo (~ -60 mV), 0 mV despolarización. Es por eso que AMPAR (junto con su primo NMDAR) es un receptor excitador.
De esto también se puede predecir que si comienzas desde un potencial de membrana positivo (supongamos +40 mV, asumiendo que los gradientes de concentración de iones permanecen inalterados), la activación de los AMPAR tendría un efecto repolarizante, ya que el potencial de membrana sería impulsado hacia 0 mV.
