Bioeletrogênese - parte 2

Prévia do material em texto

1.1. Potencial de equilíbrio (Nerst). 
Importante quando se tem movimentos de íons através da bicamada. 
Equações do potencial de equilíbrio de Nerst. 
 𝐸𝑥 =
𝑅𝑇
𝐹𝑧
ln
𝐶𝑒
𝐶𝑖
 𝑜𝑢 𝐸𝑥 =
60𝑚𝑣
𝑧
log
𝐶𝑒
𝐶𝑖
. 
A primeira é a versão original expandida e a segunda é a aplicada a meios biológicos 
que estão a uma temperatura de 36,5 °C. 
Para entender a formação dos potenciais de equilíbrio, é necessária a constante dos 
gases e temperatura (RT), a constante de Faraday (F pois lida com cargas) e a carga (z, essa 
carga remete a carga do íon. Cl-, tem carga igual a -1.). Isso é multiplicado pelo logaritmo da 
concentração extracelular (Ce), dividido pela concentração intracelular (Ci). 
O que realmente importa para entender potencial de equilíbrio, é a temperatura, 
comportamento da carga, e quanto se tem dessa carga, dentro e fora da célula. A segunda 
expressão é uma simplificação, devido a temperatura constante do corpo, por causa disso, o 
que realmente importa é a proporção (concentração) extra em relação a intracelular, e a carga. 
Em repouso uma célula é negativa pelo lado de dentro e positiva para o lado de fora. 
Potencial de equilíbrio é o potencial de membrana em que a força elétrica consegue anular a 
força química, interrompendo a passagem dos íons. 
OBS.: Quando se tem mais concentração de um lado do que em outro, quanto se abre a 
permeabilidade, ou seja, quando os canais de transporte são abertos, o íon tentará 
estabelecer um equilíbrio, deslocando-se para o lado menos concentrado. A medida que o íon 
entra para o lado menos concentrado, a região em torno do canal, começara a alterar sua 
carga devido ao aumento da concentração do íon em torno do canal, gerando uma alteração 
de carga. Chegará um ponto, em que nesta região ocorrerá uma inversão completa de 
cargas, o lado positivo virá negativo e vice-versa. Tomemos o exemplo do sódio. Ele é mais 
concentrado do lado de fora, o canal se abre, a força química o empurra para dentro afim de 
equilibrar as concentrações de sódio dentro e fora da célula. A medida que o sódio entra, o 
ponto onde ele faz a entrada da célula, com o acumulo de cargas positivas do sódio que 
entrou, altera a carga, fazendo com que aquela pequena região mude de carga. Peguemos a 
célula em seu estado original, e a analisaremos em relação a força elétrica. O lado 
intracelular estar negativo, enquanto o lado extracelular, onde existe maior concentração de 
sódio está postivo. Como tal o sódio está sendo atraído para dentro da célula pela força 
elétrica. A medida em que o sódio entra a região de entrada inverte de cargas, a força 
química ainda estará empurrando o sódio para dentro, devido a diferença de concentração, 
porém a força elétrica se inverte, ou seja, como a região de entrada está postiva ela irar 
gerar uma força de repulsão empurrando o sódio para fora. Chega em um ponto onde o 
potencial de membrana é tal em magnitude, que ela se igua-la a força química, chegando a 
um equilíbrio. Quando as forças química e elétricas são iguais em magnitudes e opostas elas 
se anulam, e a difusão é zero, ou seja, não ocorre a passagem de íons, a esse fenômeno se dá 
o nome de potencial de equilíbrio. Pro sódio quanto o potencial de membrana está +65mv a 
força elétrica anula a força química. Note que +65mv, me diz não somente o ddp mas também 
como se encontra dentro da célula pelo sinal que o acompanha. 
1.2. Potencial de repouso. 
Potencial de uma membrana, (diferença de potencial entre os meios intra e extracelular) 
quando uma célula nervosa se encontra em repouso. 
A bomba de sódio e potássio joga 3 cargas positivas para fora da célula e repõe duas 
carga positiva para dentro da célula. A cada ciclo da bomba, fica-se devendo uma carga 
positiva para dentro, e adiciona uma carga positiva para fora, isso faz com que apareça um 
pequeno potencial de membrana, entre os lados intra e extracelular, esse potencial é de cerca 
de -3mv. Nessa célula, existem canais de potássio, que joga o potássio para fora da célula 
(difusão de solutos iônicos) a favor do seu gradiente químico, carregando cargas positivas. 
Esses potássios positivos retirados da célula se acumulam no meio extracelular, fazendo com 
que o meio intracelular fique gradualmente mais negativo, e o meioextracelular, gradualmente 
mais positivo. Quando se tem esse cenário, temos um potencial de cerca -70mv ~ -90mv. 
Dois fatores são essenciais para sustentar o potencial de repouso, primeiro a bomba de 
sódio e potássio, e o segundo canais de escoamento. A bomba de sódio e potássio gera e 
mantem os gradientes entre ele, além de gerar uma pequena diferença de potencial entre os 
meios intra e extracelular, os canais de escoamento, servem para deixar o meio intracelular 
mais negativo do que o meio extracelular, diferentes células possuem diferentes canais de 
escoamento. Note que o potencial de repouso será sempre negativo, pelo fato de, durante o 
repouso, haver predomínio de cargas negativas do lado de dentro da célula.