Potencial elétrico de membrana

Potencial elétrico de membrana ou potencial transmembranar ou voltagem da membrana é a diferença de potencial eléctrico (voltagem) entre os meios intra e extracelular. Em relação ao exterior da célula, os valores do potencial da membrana variam geralmente entre –30 mV e –90 mV.

Nas células de animais, em repouso, existe muito potássio e proteínas aniônicas dentro da célula e muito sódio e cloro fora da célula com canais permitindo intercâmbio.
Gráfico de um potencial de ação (em inglês).

Todas as células animais são envolvidas por uma membrana constituída por uma bicamada lipídica que contém proteínas incorporadas. A membrana celular serve tanto como isolante quanto como barreira de difusão para o movimento de íons. As bombas de íons, que são proteínas transmembranares, empurram os íons para que cruzem a membrana, através dos canais iônicos, assim modificando os gradientes de concentração. Bombas iónicas e canais iônicos são eletricamente equivalentes a um conjunto de pilhas e resistores inseridos na membrana e criam uma diferença de tensão entre os dois lados da membrana, regulando as concentrações de íons no citoplasma, separado pela bicapa lipídica da membrana plasmática.[1]

Muitos íons têm um gradiente de concentração através da membrana, incluindo o potássio (K+), que está a uma concentração elevada no interior da célula e a uma baixa concentração no exterior. Sódio (Na +) e Cloreto (Cl-) estão em concentrações elevadas na região extracelular, e baixas concentrações nas regiões intracelulares. Estes gradientes de concentração possuem a energia potencial necessária para conduzir a formação do potencial de membrana.

Em humanos, a voltagem em repouso é por volta de - 70 mV, em neurônios, e de –90 mV em uma placa motora. Quando um potencial de ação permite a entrada de íons de sódio (Na+), a tensão interior torna-se menos negativa (passando, por exemplo, de -70 mV para 10 mV) levando à despolarização da membrana. Quanto mais perto de 0 mV, menos polarizada. Como consequência, o potássio sai, provocando a repolarização até o ponto de causar hiperpolarização para -90 mV, que logo é reequilibrada, voltando para -70mV.

O potencial de membrana pode ser calculado usando a equaçao de Nerst. A 37°C, o potencial de Nerst é[2]:

Sendo:

V voltagem

C1 concentração intracelular de íons

C2 concentração extracelular de íons

Referências

  1. (em castelhano) Potencial de membrana y potencial de acción
  2. Lieb WR, Stein WD (1986). "Chapter 2. Simple Diffusion across the Membrane Barrier". Transport and Diffusion across Cell Membranes. San Diego: Academic Press. pp. 69–112. ISBN 0-12-664661-9.