Resumo - Potencial de Repouso da Célula

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Resumo 
Potencial de 
Repouso da Célula 
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1. Introdução 
Existem potenciais elétricos através das membranas de todas as células do 
organismo. Esses potenciais são estabelecidos pelas diferentes concentrações de 
diferentes íons entre os meios intra e extracelular. 
Bioeletrogênese é a capacidade de gerar ou alterar a diferença de potencial das 
membranas. Algumas células, chamadas de excitáveis, são capazes de mudar seus 
potenciais de membrana a fim de transmitir sinais, como ocorre nas células nervosas e 
musculares. Nesse sentido, o potencial de repouso é definido como o potencial das 
membranas celulares quando estas não estão emitindo nem recebendo sinais, sendo -
90 mV o potencial de repouso de células excitáveis. 
2. Transporte e Difusão dos Íons 
Todas as membranas celulares possuem a bomba de sódio e potássio, que 
transporta ativamente 2 íons potássio (K+) para dentro da célula e 3 íons sódio (Na+) para 
fora (figura 1), gerando potencial negativo dentro da célula, visto que mais cargas 
positivas são lançadas para fora do que para dentro. 
Figura 1 – Bomba de sódio e potássio. Fonte: https://bit.ly/2HmXjoH 
Concomitante à ação da bomba de Na=-K+, o potássio é retirado da célula pelos 
canais de vazamento de potássio, que também podem ser minimamente permeáveis 
ao sódio, mas são muito mais seletivos ao potássio, pois o tamanho do íon sódio é maior 
que o do íon potássio, dificultando a passagem pela membrana. A difusão do potássio é 
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autolimitante, pois ao atingir o equilíbrio, não ocorre gasto de ATP para continuar o 
transporte. Esses canais são importantes na determinação do potencial de repouso 
normal (-90mV) e estão permanentemente abertos. 
Existem ainda os canais de sódio voltagem dependente, que possuem duas 
comportas: uma de ativação, mais próxima da abertura externa do canal, e outra de 
inativação, mais próxima da abertura interna do canal. Quando o potencial da 
membrana se torna menos negativo que durante o repouso, aumentando de -90mV até 
zero, ocorre uma mudança conformacional do canal, tornando a comporta de ativação 
aberta. Esse é o chamado estado ativado do canal, que permite a entrada de sódio na 
célula (despolarização). O processo de inativação é mais lento, e ocorre quando o 
potencial da membrana começa a retornar ao potencial de repouso (repolarização) – a 
comporta inativa só irá abrir novamente quando o potencial da membrana retornar ou 
se aproximar do potencial de repouso normal, ou seja, após a repolarização. 
O potássio também é transportado por canais de potássio regulados por 
voltagem. Durante o repouso, esses canais estão fechados e os íons de potássio ficam 
retidos dentro da célula. Quando o potencial da membrana aumenta da -90mV para 
zero, ocorre uma mudança conformacional do canal, que abre permitindo a saída de 
potássio. Porém, a abertura desses canais sofre um retardo, e a maioria só se abre 
quando os canais de sódio estão se fechando, levando a repolarização da membrana, 
que consiste na recuperação do potencial de repouso. Todo esse processo ocorre em 
décimos de milésimos de segundo (figura 2). 
Figura 2 - canais de Na+ e K+ voltagem dependentes. Fonte: https://bit.ly/2Pb28rJ 
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Além do sódio e do potássio, outros íons participam do potencial de membrana, 
contribuindo ou se modificando com o potencial de repouso, como o cálcio e o cloreto. 
O cálcio é um íon positivo que se difunde pela membrana plasmática, porém ele é pouco 
encontrado no citoplasma das células em repouso, sendo importante para gerar a 
contração muscular. O cloreto, por sua vez, possui carga negativa, e por ser uma 
molécula pequena, difunde-se para dentro da célula gerando eletronegatividade. A 
permeabilidade dos canais de cloreto não se altera muito durante as transmissões dos 
impulsos elétricos pela membrana plasmática. 
Todo esse fluxo iônico promove a comunicação dos neurônios, a contração 
muscular e os processos endócrinos (secreção das glândulas). 
3. Potencial de Nerst 
Potencial de Nerst é o valor do potencial que se opõe ao potencial de difusão 
efetiva de determinado íon. Esse potencial é estabelecido pela proporção entre as 
concentrações de um íon específico nos dois lados da membrana. Quanto maior essa 
proporção, maior será a tendência para que o íon se difunda em uma direção e assim, 
maior o potencial de Nerst necessário para evitar difusão efetiva adicional desse íon. 
Como é sabido, os íons se movimentam do local onde estão mais concentrados 
para os locais onde sua concentração está menor. Esse movimento é estabelecido pelo 
potencial de difusão, que é determinado pelas diferenças de potencial dentro e fora da 
membrana, assim, por causa do alto gradiente de concentração de potássio de dentro 
para fora, há maior tendência que esse íon se difunda para fora da célula, o que ocorre 
até que o potencial de difusão (Nerst) seja grande o suficiente para bloquear a saída do 
potássio. O mesmo ocorre com o sódio, porém o sódio tem maior concentração na parte 
externa, tendo maior tendência para se difundir para dentro da célula. 
Nas fibras nervosas normais de mamíferos, o potencial de difusão do potássio é 
cerca de 94 mV, com negatividade na face interna da membrana, e o potencial de 
difusão do sódio é em torno de 61 mV positivo dentro da fibra nervosa. Se o potencial 
for positivo, significa que íons positivos estão se difundindo, e se o potencial for 
negativo, significa que está ocorrendo movimento de íons negativos. 
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4. Equilíbrio de Gibbs-Donnan 
Equilíbrio elétrico pode ser definido como estado de energia mínima. Nesse 
sentido, o equilíbrio de Gibbs-Donnan consiste na distribuição desigual das cargas 
difusíveis, ou seja, dos íons, que é mantida normalmente pelas células em repouso. 
Essa distribuição é determinada pelas proteínas, que são macromoléculas 
carregadas negativamente. Por serem macromoléculas, as proteínas não são capazes de 
atravessar a membrana plasmática (MP) das células, concentrando-se no interior do 
citoplasma e, por possuírem carga negativa, atraem cargas positivas e repelem cargas 
negativas. 
Essa assimetria de concentrações iônicas entre os meios intra e extracelulares 
promove uma diferença de potencial através da MP e, consequentemente, uma 
redistribuição iônica constante. O principal íon responsável pelo equilíbrio de Gibbs-
Donnan (figura 3) é o potássio, que se difunde passivamente pela MP através dos canais 
de vazamento de potássio. 
OBSERVAÇÃO: Quando o equilíbrio é atingido, não cessa o movimento dos 
solutos propriamente dito, o que cessa é o movimento líquido, ou seja, no sentido 
matemático da questão, pois a entrada e saída de solutos dos dois lados da membrana 
se tornam iguais. 
 
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Figura 3 – Equilíbrio de Gibbs-Donnan. Fonte: https://bit.ly/2NwmH0w 
OBSERVAÇÃO: Células excitáveis são capazes de alterar seu potencial de 
repouso, podendo até inverter sua polaridade por brevíssimos períodos, quando o 
interior da célula fica positivo e o exterior negativo, graças a processos de 
despolarização e repolarização, que constituem o potencial de ação e o retorno ao 
potencial de repouso, respectivamente. A membrana plasmática atua como um 
capacitor, ou seja, dois materiais condutores (meios intra e extracelulares) separados 
por um isolante (bicamada lipídica). Pensando assim, o potencialde repouso funciona 
como uma corrente contínua e o potencial de ação, que será assunto de outro resumo, 
funciona como uma corrente alternada. 
 
 
Referências Bibliográficas 
1. GUYTON & HALL. Tratado de Fisiologia Médica. 12ªed. 
2. AIRES, Margarida, et al. Fisiologia. 4ªed. 
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