Potenciais de Membrana

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Potenciais de Membrana 
Introdução 
O potencial de repouso de uma 
membrana excitável é a condição essencial 
para que possa ser gerado um potencial de 
ação, esteja o indivíduo em repouso ou em 
ação. A membrana é semipermeável aos 
íons localizados nos líquidos extracelular e 
intracelular. Essa permeabilidade depende 
do gradiente químico (concentração dos 
íons) e do gradiente elétrico (carga dos 
íons), ou seja, os íons tenderão a 
atravessar a membrana do meio mais 
concentrado para o menos concentrado e 
tenderão a ir para o meio com carga oposta 
à sua. 
Potenciais de Difusão 
Os íons são distribuídos de maneira 
desigual para manter a homeostase do 
organismo. No meio extracelular 
observamos uma maior incidência de sódio, 
cálcio, cloreto, bicarbonato e glicose. Já no 
meio intracelular observamos uma maior 
incidência de potássio, magnésio, fosfatos 
e proteínas. Por exemplo, o íon potássio 
tende a ir do meio intracelular para o 
extracelular por causa de seu gradiente de 
concentração, mas tende a permanecer no 
meio intracelular por causa do gradiente 
elétrico. 
A concentração de potássio é maior 
na face interna da membrana e menor na 
face externa. Desse modo, a membrana é 
permeável a íons K+, com uma tendência 
de difundi-los para fora. Quando os 
potássios saem, tornam a face externa da 
membrana positiva eletricamente e a face 
interna negativa. Em pouco tempo, a 
diferença de potencial entre as partes 
interna e externa (potencial de difusão) 
bloqueiam a difusão do potássio para fora 
em decorrência do gradiente elétrico 
mesmo que o gradiente de concentração 
esteja favorável. Nas fibras nervosas, a 
diferença de potencial é de -94mV na face 
interna da membrana. 
Já a concentração de sódio é maior 
na face externa e menor na interna, 
tornando a membrana permeável a íons 
Na+, com uma tendência de difundi-los para 
dentro. A difusão de íons sódio torna a face 
 
externa negativa e a interna positiva. 
Porém, o potencial de membrana 
aumenta rapidamente, bloqueando a 
difusão de mais íons sódio para dentro. 
Nesse meio tempo, o potencial dentro da 
fibra se altera para +61mV. 
Potenciais de difusão do potássio e do sódio 
A: A saída de potássio da célula altera o potencial 
de membrana para -94mV; A entrada de sódio na 
célula altera o potencial de membrana para +61mV 
Equação de Nernst 
A equação de Nernst é o nível do 
potencial através da membrana capaz de 
impedir, com exatidão, a difusão efetiva 
de um íon em qualquer direção. Portanto, 
ela é determinada pela proporção entre as 
concentrações desse íon específico e pelo 
seu gradiente elétrico. 
Equação de Nernst 
FEM é a força eletromotriz, z é a carga elétrica do 
íon e o log é determinado pela concentração do íon 
Equação de Goldman 
A equação de Goldman é o cálculo 
do potencial de difusão quando a 
membrana é permeável a vários íons 
diferentes. Portanto, ela é determinada pela 
polaridade das cargas elétricas de cada 
íon, pela permeabilidade para cada íon e 
pela concentração de cada íon. 
Equação de Nernst 
FEM é a força eletromotriz; o log é determinado pela 
concentração (C) e permeabilidade (P) de cada íon 
Voltímetro 
O voltímetro marca a voltagem da 
membrana em milivolts. Para isso, uma 
pipeta com solução eletrolítica é 
introduzida no interior da fibra nervosa e 
outro eletródio é colocado no líquido 
extracelular. Desse modo, com o uso de 
um voltímetro, podemos medir a diferença 
potencial entre as partes interna e externa 
da membrana. O potencial de repouso gira 
em torno de -60 a -90mV. 
Medida do potencial de membrana 
Potencial de Membrana 
O potencial de repouso das 
membranas das fibras nervosas é de cerca 
de -90 mV. Esse potencial é determinado 
principalmente pelos íons Na+ e K+. 
A bomba de Na+-K+ é uma bomba 
eletrogênica que bombeia mais íons 
positivos para fora do que para dentro, 
criando um potencial negativo interno. Esse 
bombeamento cria os seguintes gradientes 
para os íons sódio e potássio: 
Na+ (externo): 142 mEq/L 
Na+ (interno): 14 mEq/L 
K+ (externo): 4 mEq/L 
K+ (interno): 140 mEq/L 
Além da bomba de sódio-potássio, 
existem canais de vazamento que 
permitem a livre entrada ou saída de íons, 
mesmo com a célula em repouso. Esses 
canais não tem comportas e são 
responsáveis por vazar sódio para dentro 
da célula e vazar potássio para fora. 
Valor do Potencial 
O valor do potencial de repouso tem 
contribuições dos canais de vazamento de 
sódio e potássio e da bomba de Na+-K+. 
Os canais de vazamento de 
potássio contribuem negativamente para o 
potencial de repouso. Seu potencial de 
Nernst é de -94mV, pois: 
FEM = -61 x log35 
FEM = -61 x 1,54 
FEM = -94mV 
O logaritmo é 35 porque a proporção 
de íons potássio dentro e fora é 140/4 = 35. 
Se os íons potássio fossem os únicos íons 
difundidos pela membrana o potencial de 
repouso seria de -94mV. 
Por outro lado, os canais de 
vazamento de sódio contribuem 
positivamente para o potencial de repouso. 
Seu potencial de Nernst é de +61mV, pois: 
FEM = -61 x log0,1 
FEM = -61 x -1 
FEM = +61mV 
O log é 0,1 porque a proporção de 
íons sódio dentro e fora é 14/142 ≅ 0,1. 
Unindo os potenciais de difusão do sódio e 
do potássio, chegaríamos à equação de 
Goldman com um potencial de -86mV. 
Potencial de repouso pela Equação de Goldman 
com apenas os canais de vazamento de Na+ e K+ 
A bomba de Na+-K+ contribui 
negativamente para o potencial de repouso, 
pois ela bombeia mais íons positivos para 
fora do que para dentro. Sua contribuição 
gira em torno de -4mV. 
Portanto, os potenciais de difusão 
dos canais de vazamento de sódio e 
potássio contribuem com -86mV. Então, 
cerca de -4mV são adicionados da bomba 
de Na+-K+. Com isso teremos um potencial 
de repouso de -90mV.