Potencial de Membrana

Biologia

05/08/2015

Quando uma célula recebe elétrons fica carregada negativamente, já quando ela doa, fica carregada positivamente. Podemos dizer então, que cada uma dessas células apresenta um potencial elétrico.

Quando temos duas células com diferentes potenciais elétricos, dizemos que existe entre elas uma diferença de potencial (d.d.p). Consequentemente, se ligarmos essas duas células através de um fio condutor, no caso o axônio, haverá uma corrente elétrica (impulso nervoso) no sentido da célula que possui mais elétrons (potencial negativo) para a que possui menos (potencial positivo).

As células apresentam d.d.p. entre seu meio interno (intercelular) e externo (extracelular). Esse fenômeno é conhecido como potencial de membrana, existente sob duas formas: o potencial de repouso e o potencial de ação, que veremos abaixo.

Potencial de Repouso

No potencial de repouso, ocorre a alternância entre o transporte passivo e ativo de íons. Há a entrada passiva de íons sódio (Na+), que posteriormente são expulsos ativamente, ao mesmo tempo em que íons potássio (K+) entram ativamente. Em seguida, o K+ sai passivamente da célula, tornando o meio externo positivo em relação ao meio interno. Com isso, a célula fica polarizada.

Quando está em repouso, a diferença de potencial (d.d.p.) do neurônio é aproximadamente -75 mV, indicando que o interior da célula está negativo em relação ao meio exterior. O potencial de repouso ocorre quando o potencial de membrana não é alterado por potenciais de ação.

Potencial de Ação

O potencial de ação consiste em uma variação brusca do potencial de membrana, provocada por um estímulo. Quando uma célula nervosa é excitada por um estímulo que atinja o seu limiar de despolarização (-65mV), um potencial de ação é gerado dentro da lei do tudo ou nada. O potencial de ação é caracterizado por três etapas diferentes: despolarização, repolarização e hiperpolarização. Veja abaixo:

Despolarização (entrada de sódio)

Quando uma célula excitável (neurônio) recebe um estímulo nervoso do tipo limiar ou supralimiar, sua d.d.p. de repouso é elevada até o limitar de despolarização ou o ultrapassa, respectivamente, desencadeando o potencial de ação. Neste momento, na membrana celular abrem canais de sódio (Na+). Com isso, grande quantidade de sódio entra na célula, tornando seu interior mais positivo e seu exterior mais negativo. Este mecanismo é conhecido como despolarização e a d.d.p. nesta fase é aproximadamente +45mv.

Repolarização (saída de potássio)

A entrada de grande quantidade de Na+ na célula estimula o fechamento dos canais de Na+ e a imediata abertura de canais de K+, ocorrendo a saída de K+. Nesta fase, a bomba de sódio-potássio funciona transportando ativamente três moléculas de Na+ para o exterior e recolocando duas moléculas de K+ no interior da célula, tornando seu interior mais negativo e seu exterior mais positivo.

O transporte ativo de íons envolve gasto de energia, nesse caso, ocorre o aumento da atividade metabólica celular para a obtenção de maior suprimento energético. Na célula, uma molécula de adenosina trifosfato (ATP) é quebrada, liberando um fosfato inorgânico (Pi), uma molécula de adenosina difosfato (ADP) e energia, necessária para o transporte dos íons. A repolarização faz com que o potencial de membrana volte a ser negativo, retornando a sua d.d.p. normal de potencial de repouso (-75 mV).

Hiperpolarização (saída do excesso de potássio)

Quando uma célula recebe um estímulo inibitório, ocorre a saída do íon potássio (K+) e a entrada do íon cloro (Cl-), tornando o meio interno da célula mais negativo e o meio externo mais positivo, inibindo a propagação do potencial de ação. A hiperpolarização dura alguns milissegundos e, nesta fase, a d.d.p. pode chegar até a -90mV.

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