Estruturas Excitáveis e Potencial de Membrana

Estruturas Excitáveis: São aquelas que, quando estimuladas, provocam uma resposta ao estímulo. Exemplos incluem o músculo e o neurônio (todo o sistema nervoso). Estas são as únicas duas estruturas capazes de responder a um estímulo.

Característica da Membrana Plasmática

A principal característica da membrana plasmática é a permeabilidade seletiva, o que significa que permite a passagem de algumas substâncias e impede a de outras.

Concentração de Íons: Meio Extracelular vs. Intracelular

Íon é uma substância carregada eletricamente. Íons positivos são chamados de cátions e os negativos de ânions.

• Meio Extracelular (Predominância): Sódio ($\text{Na}^+$), Cloreto ($\text{Cl}^-$) e Cálcio ($\text{Ca}^{2+}$).
• Meio Intracelular (Predominância): Potássio ($\text{K}^+$), Magnésio ($\text{Mg}^{2+}$) e Fósforo (geralmente como fosfato).

Medição do Potencial de Membrana

Ao colocar um eletrodo dentro da célula e outro fora, ligados a um voltímetro (que mede a diferença de potencial ou voltagem), teoricamente, a leitura deveria ser zero, pois as cargas positivas e negativas estariam equilibradas (sódio anula potássio, cálcio anula magnésio, cloreto anula fósforo).

No entanto, o voltímetro marca consistentemente -70 mV (milivolts).

Por que a Leitura é Negativa?

A leitura negativa indica que o interior da célula é negativo em relação ao exterior. Isso ocorre devido à presença de fosfolipídios e proteínas na membrana plasmática.

Canais de Vazamento

As proteínas da membrana funcionam como canais, permitindo a passagem de substâncias. Existem os canais de vazamento, que estão sempre abertos e são específicos para certos íons.

Na membrana, existem canais de vazamento para sódio e potássio, permitindo que esses íons cruzem livremente:

1. Sódio ($\text{Na}^+$): Entra na célula, pois está mais concentrado fora, seguindo o gradiente de concentração (do mais concentrado para o menos concentrado).
2. Potássio ($\text{K}^+$): Sai da célula, pois está mais concentrado dentro do que fora.

Como o sódio leva uma carga positiva para dentro e o potássio leva uma carga positiva para fora, apenas os canais de vazamento não resolvem o equilíbrio.

Desequilíbrio de Fluxo

Observou-se que a membrana possui mais canais de vazamento de potássio do que de sódio.

Considerando um exemplo hipotético de fluxo:

• Se houver 3 canais de vazamento de sódio, 3 cargas positivas ($\text{Na}^+$) entram. O interior fica com carga $+3$ e o exterior com $-3$.
• Se houver 5 canais de vazamento de potássio, 5 cargas positivas ($\text{K}^+$) saem. O exterior ganha $+5$ e o interior perde $-5$.

Carga Final no Intracelular: $+3$ (sódio entrando) $-5$ (potássio saindo) $= -2$ (carga negativa).

Carga Final no Extracelular: $-3$ (sódio saindo) $+5$ (potássio entrando) $= +2$ (carga positiva).

Polarização e Equilíbrio Eletroquímico

A membrana, tanto do axônio quanto do músculo, em repouso está polarizada e em equilíbrio eletroquímico.

O que é Equilíbrio Eletroquímico?

Refere-se à distribuição de íons e cargas elétricas entre os meios intra e extracelular:

• Quimicamente: Sódio, cálcio e cloreto fora da célula; Potássio, magnésio e fósforo dentro da célula.
• Eletricamente: Carga positiva fora e carga negativa dentro (resultando no potencial de repouso de $-70 ext{mV}$).