Bioeletrogênese

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Prof(a) Kelen Salaroli Viana
Bioeletrogênese
— Importância : células vivas => potencial elétrico pela
membrana => fluxo íons => potencial ação
POTENCIAL	DE	MEMBRANA	RESULTANTES	DA	DIFUSÃO	
Separação de carga através da membrana
• a passagem de uma fração quase desprezível de
carga de um lado da membrana para o outro causa uma
grande variação no potencial do membrana
• a quantidade que passa é tão pequena que o
efeito da passagem de íons sobre as concentrações nos
compartimentos é desprezível
Bomba Na+ – K+: bomba eletrogênica – maior nº de
carga + são bombeadas para fora do que - para
dentro (3 Na+ p/ 2K+)
A bomba produz gradiente de concentração
BOMBA	DE	SÓDIO-POTÁSSIO
O potencial de equilíbrio de um íon – Equação de Nernst
• Vamos começar considerando que a membrana é
permeável a somente um único íon (claro, a situação
verdadeira é mais complicado do que isto)
• Então, para este primeiro exemplo, vamos considerar
que a membrana é permeável somente ao K+: devido à
presença de canais especializados de K+ na membrana
celular (canais de vazamento), os íons de K+ vazam de
um lado da membrana até o outro
Gradiente Químico
Quais são as forças-motrizes no íon de K+?
•um gradiente de concentração (dentro → fora)
•nenhuma diferença de potencial
Resultado? O K+ começa a sair da célula devido ao
gradiente de concentração
Qual é a consequência da saída de K+?
• o potencial da membrana começa a ficar
negativo
• as concentrações de K+ ficam essencialmente
constantes
Quais são as forças-motrizes no íon de K+?
• um gradiente de concentração (dentro → fora)
• uma diferença de potencial (fora → dentro)
Resultado? O K+ ainda sai, mas um pouco mais 
lentamente
Isto vai continuar ao longo do tempo...
Quando é que este processo vai parar?
• quando a força-motriz devido à diferença do 
potencial for igual em módulo à força motriz devido à 
diferença nas concentrações (neste caso, as duas atuam 
em sentidos opostos!)
Quais são as forças-motrizes no íon de K+?
• um gradiente de concentração (dentro → fora)
• uma diferença de potencial igual e oposto (fora →
dentro)
Qual é a interpretação?
Se K fosse o único íon para o qual a membrana fosse
permeável, para a situação em que [K+]int= 140 mM e
[K+]ext = 5 mM, o potencial da membrana tenderia para
-86,07 mV
Podemos fazer o mesmo cálculo para Na+
Vamos considerar uma célula que tenha uma bomba
(transporte ativo primário) de Na+ que mantém concentrações de 5
mM intracelular e 140 mM extracelular (um gradiente de
concentração de grandeza igual mas em sentido oposto, em relação
ao gradiente que nós pressupusemos para K+)
Se a membrana fosse permeável somente ao Na+, qual seria
o potencial da membrana em repouso?
Gradiente Químico
Quais são as forças-motrizes no íon de Na+?
•um gradiente de concentração (dentro → fora)
•nenhuma diferença de potencial
Resultado? O Na+ começa a entrar na célula devido 
ao gradiente de concentração
Quais são as forças-motrizes no íon de Na+?
• um gradiente de concentração (fora → dentro)
• uma diferença de potencial (dentro → fora)
Resultado? O Na+ ainda entra, mas um pouco mais 
lentamente
Quais são as forças-motrizes no íon de Na+?
• um gradiente de concentração (fora → dentro)
• uma diferença de potencial igual e oposto (dentro 
→ fora)
Qual é a interpretação?
Se Na+ fosse o único íon para o qual a membrana fosse
permeável, para a situação em que [Na+]int= 10 mM e
[Na+]ext = 140 mM, o potencial da membrana tenderia
para +68,17 mV
Equação	de	Nerst
—Eíon = 61 log [íon] fora 
[íon] dentro z
Z= carga elétrica do íon 
O	potencial	da	membrana	– Equação	de	
Goldman
Se a membrana fosse permeável a ambos K+ e Na+
e os gradientes de concentração fossem aqueles que nós
acabamos de usar em nossos cálculos anteriores, o
potencial da membrana tenderia para zero mV???
Não!!! Infelizmente, não é tão simples assim!!
Quando a membrana é permeável a mais do que um íon, 
nós temos que levar em conta a permeabilidade relativa 
da membrana a cada íon
Velocidade de 
passagem do íon
Permeabilidade 
da membrana 
para aquele íon
Força motriz 
resultante no 
íon
= x
A permeabilidade da membrana ao K+ é 20 vezes maior do que a
permeabilidade da membrana ao Na+ (ou seja, para a mesma força-
motriz, a velocidade de troca de K+ é 20× mais rápida do que a velocidade
de troca de Na +
Se K+ sai mais rapidamente do que Na+ entra, o
potencial da membrana vai ficar cada vez mais negativo
O potencial da membrana vai parar de mudar quando:
a velocidade da saída de K+ = velocidade da entrada de Na+
PONTO IMPORTANTE – quando mais do que um íon
é permeável, o potencial de repouso ocorre quando a corrente
iônica total na membrana (levando em conta todos os íons
permeáveis, seus sinais e suas direções de troca) soma para
dar zero!
G = condutância do canal FM = força movente
Vm = potencial de membrana (força elétrica)
Eíon = potencial de equilíbrio do íon