La membrana celular define los límites de la neurona, está conformada por una doble capa de lípidos o grasas, las cuales se encuentran insertadas en la doble capa y conforman la base de muchas propiedades funcionales de la membrana molecular, estas moléculas tienen funciones especiales como: Detectar hormonas o nurotransmisores en el exterior de la célula y transmitir al interior de la célula la presencia de estas sustancias, Controlar el acceso al interior de la célula, permitiendo que entren algunas sustancias y otras no, transportar determinadas sustancias al interior de las células.
Algunas proteínas de membrana se llaman proteínas de canal, a través de las cuales pueden pasar determinadas moléculas y otras que se llaman proteínas de señal, que transmiten una señal al interior de la neurona cuando moléculas específicas se unen a ellas en la superficie externa de la membrana.
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