Fundamentos da Biologia Celular - Alberts et al - 2017 - 4 Edicao-412

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Capítulo 12 • Transporte através de membranas celulares 385
são muito diferentes das concentrações iônicas nos meios que as cercam. Tais 
diferenças na concentração dos íons são cruciais para a sobrevivência e o funcio-
namento da célula. Entre os íons inorgânicos mais importantes para as células, 
estão Na+, K+, Ca2+, Cl– e H+ (prótons). O movimento desses íons através das mem-
branas celulares desempenha uma parte essencial em muitos processos biológi-
cos, mas é, talvez, mais impressionante na produção de ATP por todas as células 
e na comunicação pelas células nervosas (a ser discutido adiante).
O Na+ é o íon positivamente carregado (cátion) mais abundante fora da célu-
la, enquanto o K+ é o mais abundante dentro (Tabela 12-1). Para que uma célula 
não seja destruída por forças elétricas, a quantidade de carga positiva dentro da 
célula deve ser balanceada por uma quantidade de carga negativa quase exata-
mente igual, e o mesmo vale para a carga do líquido circundante. A alta concen-
tração de Na+ fora da célula é eletricamente balanceada sobretudo pelo Cl– extra-
celular, ao passo que a alta concentração de K+ dentro dela é balanceada por uma 
variedade de íons orgânicos e inorgânicos de carga negativa (ânions), incluindo 
ácidos nucleicos, proteínas e muitos metabólitos celulares (ver Tabela 12-1).
Diferenças na concentração de íons inorgânicos 
através de uma membrana celular criam um 
potencial de membrana
Embora as cargas elétricas dentro e fora da célula em geral sejam mantidas em 
equilíbrio, ocorrem pequenos excessos de carga positiva ou negativa, concentradas 
na vizinhança da membrana plasmática. Tais desequilíbrios elétricos geram uma 
diferença de voltagem através da membrana chamada de potencial de membrana.
Quando uma célula estiver “em repouso”, a troca de ânions e cátions através 
da membrana será precisamente balanceada. Nessas condições basais, a dife-
rença de voltagem através da membrana celular – chamada de potencial de mem-
brana em repouso – mantém-se estável. Mas não é zero. Nas células animais, por 
exemplo, o potencial de membrana em repouso pode estar entre –20 e –200 mili-
volts (mV), dependendo do organismo e do tipo celular. O valor é expresso como 
um número negativo porque o interior da célula é mais negativamente carregado 
que o exterior. Esse potencial de membrana permite que as células promovam o 
transporte de certos metabólitos e que sejam excitáveis como formas de se co-
municar com suas vizinhas.
TABELA 12-1 Comparação das concentrações iônicas dentro e fora de uma célula comum de mamífero
Componente Concentração intracelular (mM) Concentração extracelular (mM)
Cátions
Na+ 5-15 145
K+ 140 5
Mg2+ 0,5* 1-2
Ca2+ 10–4* 1-2
H+ 7 × 10–5 (10–7,2 M ou pH 7,2) 4 × 10–5 (10–7,4 M ou pH 7,4)
Ânions**
Cl– 5-15 110
*As concentrações de Mg2+ e Ca2+ dadas correspondem aos íons livres. Há um total de cerca de 20 mM de Mg2+ e 1 a 2 mM de Ca2+ nas células, mas 
esses íons estão principalmente ligados a proteínas e outras moléculas orgânicas e, para o Ca2+, armazenados dentro de várias organelas.
**Além do Cl–, uma célula contém muitos outros ânions não listados nesta tabela. De fato, muitos dos constituintes celulares são carregados nega-
tivamente (HCO3
–, PO4
3–, proteínas, ácidos nucleicos, metabólitos contendo grupos fosfato e carboxila, etc.).
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