Quais são os mecanismos responsáveis pela manutenção do potencial de membrana?

Índice

• 1 Revisão de Eletricidade
• 2 Potencial de Repouso ( Potencial de Membrana)
• 3 Permeabilidade Iônica e Potencial de Membrana
• 4 Todas as células vivas possuem potencial de membrana?
  • 4.1 Referências

Revisão de Eletricidade

    A princípio, faz-se fundamental reiterar sobre alguns conhecimentos básicos de eletricidade, os quais serão de extrema relevância para uma melhor compreensão do funcionamento da Bioeletrogênese. Dito isso, compreende-se que os átomos são eletricamente neutros, compostos por prótons, carregados positivamente, por elétrons, carregados negativamente, e por nêutrons, que não possuem cargas. De fato, o átomo possui cargas equilibradas, não sendo nem positivo nem negativo; caso ocorra uma retirada ou uma adição de elétrons , acontece o surgimento dos íons  , os quais são partículas carregadas, como K+, Na+ e  Cl–.

    Nesse contexto, há outros princípios importantes para relembrar na área fisiológica. Nesse ínterim, o primeiro é a lei da conservação da carga elétrica, a qual informa que a quantidade líquida de carga elétrica produzida em qualquer processo é 0, o que explica o fato do corpo humano ser eletricamente neutro, visto que em cada carga positiva encontrada terá uma respectiva carga negativa. O segundo é a lei da atração e da repulsão das cargas, isto é, cargas iguais se atraem e cargas opostas se repelem; o terceiro é que para separar cargas opostas é necessário um gasto de energia ( trabalho).

Potencial de Repouso ( Potencial de Membrana)

.    Entende-se que, dentro da célula, o K+ – cátion do potássio – é o principal íon, e o íon do sódio, Na+ , domina o meio extracelular.  Não obstante, os íons não são distribuídos equilibradamente no líquido intracelular e no extracelular, ou seja, o meio intracelular possui alguns ânions que não contém cátions correspondentes, o que confere às células uma carga negativa. Enquanto que, no meio extracelular, alguns cátions não têm ânions correspondentes, o que produz carga líquida positiva fora das células, ocorrendo um desequilíbrio elétrico entre os meios.                     

    O desequilíbrio elétrico é chamado de diferença de potencial de membrana, resultado da distribuição desigual das cargas.  Ademais, a membrana celular age como um isolante, separando os meios celulares e impedindo a livre circulação de íons, o que ajuda a criar um equilíbrio eletroquímico. A título de ilustração, se um canal de vazamento de K+ existir na membrana celular, tornando a célula permeável a esse íon, o  K+  irá sair da célula, visto que ele estará se movendo a favor de seu gradiente de concentração. Entretanto, os ânions que estavam dentro das células não poderão fazer o mesmo percurso, porquanto a membrana é permeável somente ao íon do potássio. Logo, com a saída dos cátions intracelulares, a célula permanecerá negativa e o seu exterior positivo.

    Outrossim, é necessário salientar que, para qualquer gradiente de concentração de íons por meio da membrana, há uma diferença de potencial de membrana, que é o desequilíbrio elétrico, também conhecido como potencial de repouso.  Esse gradiente elétrico se opõe ao gradiente de concentração, isto é, ao movimento líquido de íons por meio da membrana celular. Dessa maneira,  emerge o  conceito equilíbrio eletroquímico devido à lei de atração e repulsão das cargas, já que os ânions intracelulares “puxam” o K+    de volta para dentro da célula.  Em consequência disso, a força de atração elétrica torna-se igual ao gradiente de concentração químico – o qual conduz o K+  para fora – e a taxa em que os íons saem é a mesma taxa em que os íons entram. Assim, o sistema atingiu o equilíbrio eletroquímico.

Permeabilidade Iônica e Potencial de Membrana

    Como explicado anteriormente, os dois fatores que influenciam um potencial de membrana são: o gradiente de concentração dos íons e a permeabilidade seletiva da membrana.  Efetivamente, caso a permeabilidade para um íon muda, o potencial de membrana da célula mudará, pois estão interligados; lembrando que alguns íons podem atravessar a membrana devido aos canais, como o canal de vazamento de K+.

    Em caso hipotético de tentativa de mensuração de potencial de membrana, imaginemos que o  potencial de membrana de uma célula inicia-se com um valor de repouso -70mV.  Quando esse valor se move para cima, em um eixo longitudinal, isto é, tornou-se menos negativo, ocorre um fenômeno classificado como despolarização. Isso ocorre, por exemplo, devido à entrada de K+, tornando a célula mais positiva. O momento em que esse valor retorna ao seu potencial de repouso é chamado de repolarização, pode-se citar a saída de K+,o qual propicia um valor mais negativo intracelular. Se o potencial de repouso ficar mais negativo ainda, a hiperpolarização ocorre.

    Em parte substancial das vezes, o potencial de membrana muda em resposta ao movimento de alguns dos quatro íons: K+, Na+, Cl – e o Ca2+.  Os três últimos são mais encontrados no líquido extracelular, e a célula, em repouso, é quase impermeável a eles. Caso a célula fique permeável ao Na+ ou ao Ca2+,  ela ficará menos negativa, ou seja, acontecerá a despolarização. Enquanto que, caso entre Cl –, a célula, antes em estado de repouso, ficará mais negativa, fase chamada de hiperpolarização. No caso do K+, as células em estado de repouso tendem a ser permeáveis a esse íon, podendo ocorrer um vazamento, o que  hiperpolariza a célula até atingir um potencial de equilíbrio para o K+.

Todas as células vivas possuem potencial de membrana?

   A resposta é sim, já que todas as células vivas estão em desequilíbrio químico e elétrico com a seu ambiente. As células que estão em “repouso” são as que alcançaram um potencial de membrana em estado estacionário e não está mudando. Nesse contexto,  a parte “repouso” do nome ocorre devido a  um gradiente elétrico , o qual é percebido em todas as células vivas, mesmo aquelas que aparecem estar sem atividade elétrica.

Autor: Vladmir do Nascimento Aragão

Insta: @vladmirnascimento

O texto acima é de total responsabilidade do autor e não representa a visão da sanar sobre o assunto.

Referências

https://pt.khanacademy.org/science/biology/human-biology/neuron-nervous-system/a/the-membrane-potential

http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:MgBEJtg0zFIJ:www.reproducao.ufc.br/cardiovascii.pdf+&cd=1&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br&client=firefox-b-d

SILVERTHORN, D. Unglaub.  Fisiologia Humana. 7.ed . Artmed , 2017.  p. 154-160.

Qual mecanismo e o principal responsável pelo estabelecimento do potencial de membrana?

O que e potencial de membrana e quais são os fatores responsáveis pela sua manutenção?

Quem e responsável pela manutenção do potencial de repouso da membrana?

Quais são os fatores que determinam o potencial de membrana?