POTENCIAL DE REPOUSO

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1 POTENCIAL DE REPOUSO Mário Gomes Marques Instituto de Fisiologia 1 POTENCIAL DE REPOUSO Os potenciais eléctricos através das membranas existem em virtualmente todas as células do nosso organismo Algumas células são capazes de gerar transformações rápidas destes potenciais através de toda a membrana (c. musculares e nervosas) Existem ainda outras, onde transformações locais do potencial comandam diversas funções da célula (células glandulares, macrófagos, células ciliadas) 2 1

2 POTENCIAL ELECTROQUÍMICO Permite-nos definir as contribuições relativas da concentração iónica e do potencial eléctrico no movimento do ião através da membrana 3 Potencial Electroquímico dos iões 4 2

3 POTENCIAL ELECTROQUÍMICO 5 EQUILÍBRIO ELECTROQUÍMICO Em equilíbrio: µ = 0 Da equação anterior, em equilíbrio, temos: 6 3

4 EQUAÇÃO DE NERNST Resolvendo para E A E B, temos: 7 Dado que: EQUAÇÃO DE NERNST Forma geralmente utilizada O logaritmo base 10 = 2,303 log natural As unidades de RT/F podem ser em mv A 29,2º C, 2,303 RT/F = 60 mv Este valor apenas muda 1/273 por cada ºC Em condições experimentais usa-se a fórmula 8 4

5 EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO DA EQUAÇÃO DE NERNST - Estado de equilíbrio = 9 EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO DA EQUAÇÃO DE NERNST estado de não equilíbrio 10 5

6 A EQUAÇÃO DE NERNST PREDIZ A DIRECÇÃO DO FLUXO IÓNICO PARA UM DETERMINADO IÃO 1 - Se a diferença de potencial medida através da membrana for igual à calculada pela equação de Nernst não há movimento iónico 2 Se a diferença de potencial medida for do mesmo sinal mas superior à calculada, a força eléctrica é superior à de concentrações, determinando a direcção dos iões 3 - Se a diferença de potencial medida for do mesmo sinal mas inferior à calculada, a força da diferença de concentrações é superior à eléctrica, determinando a direcção dos iões 4 - Se a diferença de potencial medida for de sinal contrário à calculada, ambas as forças têm a mesma direcção, não podendo haver equilíbrio 11 Potenciais causados por difusão A Permeabilidade selectiva ao K + B Permeabilidade selectiva ao Na

7 Potencial de difusão com permeabilidade da membrana a vários iões EQUAÇÃO DE GOLDMAN EMF = - 60.log C Na + i P Na + + C K + i P K + + C Cl - e P Cl - C Na + e P Na + + C K + e P K + + C Cl - i P Cl - C = concentração P = permeabilidade i = interior da membrana e = exterior da membrana 13 Medindo o Potencial de Membrana 14 7

8 Apenas uma ínfima quantidade de iões positivos é necessária para estabelecer o potencial de repouso de -90mV Apenas 1 / a 1 / do total dos iões positivos intracelulares necessitam de atravessar a membrana do interior para o exterior De igual modo, apenas é necessária uma pequeníssima quantidade de iões positivos do exterior para o interior da membrana para reverter o potencial de -90mV para +35mV em 0,1 ms 15 Potencial de Repouso Outros conceitos prévios Bomba Na + /K + Bombeiam continuamente São electrogénicas Consomem energia 16 8

9 Potencial de Repouso Outros conceitos prévios Canais de escape Na + /K + Canais de escape Na + /K + Canais proteicos Permeabilidade ao K + cerca de 100 x superior à do Na + (em repouso) Escape de K + importantíssimo para a génese do potencial de repouso 17 Origem do Potencial de Repouso Contribuição do Potencial de Difusão do K + Contribuição do Potencial de Difusão do Na + Contribuição do Potencial de Difusão do Cl - Contribuição da bomba Na + /K + Aniões intracitoplasmáticos que não atravessam a membrana 18 9

10 Contribuição do Potencial de Difusão do K + Taxa K + no i/e = 35:1 Log 35 = 1,54 1,54 x -61mV = -94mV Se fosse o único factor o Potencial de Repouso seria de -94mV 19 Contribuição do Potencial de Difusão do Na + Taxa Na + no i/e = 0,1 E. Nernst = +61mV A permeabilidade ao potássio é 100x superior E. Goldman para o sódio e potássio dá um resultado de -86mV 20 10

11 Contribuição do Potencial de Difusão do Cl - Cl - : Influência diminuta, dado que o potencial de equilíbrio pela Lei de Nernst é praticamente coincidente com o valor do potencial de repouso (cerca de -90mV numa célula nervosa típica) 21 Contribuição da bomba Na + /K + 3 Na + para o exterior 2 K + para o interior Altera o potencial em cerca de -4mV -86mV + (-4mV) = -90mV 22 11

12 Contribuição dos aniões intracelulares que não atravessam a membrana Aniões intracelulares que não atravessam a membrana: Embora de modo estático (dado que não atravessam a membrana), podem contribuir com as suas cargas negativas com valores de até -10mV em algumas células 23 12