El potencial de membrana en reposo de una célula se mantiene mediante la bomba de sodio-potasio y es posible porque la membrana en sí no es muy permeable a los iones. La bomba de sodio-potasio utiliza la energía almacenada en ATP para bombear sodio y potasio a través de la membrana.
La membrana en reposo se establece y se mantiene porque la bicapa de fosfolípidos contiene una sección central que repele las moléculas cargadas y los iones. Como resultado, los iones solo pueden pasar a través de la membrana si hay canales para los iones. Ciertas moléculas, como el ADN y muchos protones cargados negativamente, contribuyen con una carga negativa a la célula y no pueden difundirse a lo largo de su gradiente de concentración.
Estas moléculas cargadas negativamente en la célula permiten que la célula mantenga un gradiente de concentración bombeando los cationes cargados positivamente solo. Aunque los iones de sodio y de potasio están cargados positivamente, el potencial de membrana interno negativo se mantiene porque la bomba de sodio y potasio no bombea el mismo número de cada ion. En cambio, para cada ciclo de la bomba de sodio-potasio, se utiliza una molécula de ATP para bombear dos iones de potasio y tres iones de sodio. Los iones más positivos que salen de la célula significan que el interior de la membrana se está volviendo más y más negativo en general.
Usando estas bombas y controlando otros canales catiónicos en la membrana, la célula puede mantener un potencial de reposo negativo.
