Qual é o potencial de membrana em repouso?

O potencial da membrana em repouso ou potencial de repouso ocorre quando a membrana de um neurônio não é alterada pelos potenciais de ação excitatória ou inibitória.

Ocorre quando o neurônio não está enviando nenhum sinal, estando em um momento de descanso. Quando a membrana está em repouso, o interior da célula tem uma carga elétrica negativa em relação ao exterior.

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O potencial da membrana em repouso é de aproximadamente -70 microvolts. Isso significa que o interior do neurônio é 70 mV menor que o exterior. Além disso, atualmente existem mais íons sódio fora do neurônio e mais íons potássio dentro.

O que significa potencial de membrana?

Para que dois neurônios troquem informações, é necessário que sejam dados potenciais de ação. Um potencial de ação consiste em uma série de alterações na membrana do axônio (prolongamento ou “cabo” do neurônio).

Essas mudanças fazem com que várias substâncias químicas se movam de dentro do axônio para o líquido ao redor, chamado fluido extracelular. A troca dessas substâncias produz correntes elétricas.

O potencial da membrana é definido como a carga elétrica na membrana das células nervosas. Especificamente, refere-se à diferença no potencial elétrico entre o interior e o exterior do neurônio .

O potencial da membrana em repouso implica que a membrana é relativamente inativa, em repouso. Não há potenciais de ação que afetem você naquele momento.

Para estudar isso, os neurocientistas usaram axônios de lula por causa de seu grande tamanho. Para se ter uma idéia, o axônio desta criatura é cem vezes maior que o maior axônio de um mamífero.

Os pesquisadores colocaram o axônio gigante em um recipiente com água do mar, para que ele possa sobreviver alguns dias.

Para medir as cargas elétricas produzidas pelo axônio e suas características, são utilizados dois eletrodos. Um deles pode fornecer correntes elétricas, enquanto outro serve para registrar a mensagem do axônio. Um tipo muito fino de eletrodo é usado para evitar danos ao axônio, chamado microeletrodo.

Se um eletrodo é colocado na água do mar e outro inserido no axônio, observa-se que este possui uma carga negativa em relação ao líquido externo. Nesse caso, a diferença na carga elétrica é de 70 mV.

Essa diferença é chamada potencial de membrana. É por isso que se diz que o potencial da membrana em repouso de um axônio da lula é de -70 mV.

Como é produzido o potencial da membrana em repouso?

Os neurônios trocam mensagens eletroquimicamente. Isso significa que existem várias substâncias químicas dentro e fora dos neurônios que, quando aumentam ou diminuem sua entrada nas células nervosas, dão origem a diferentes sinais elétricos.

Isso ocorre porque esses produtos químicos têm uma carga elétrica, razão pela qual são conhecidos como íons.

Os principais íons do nosso sistema nervoso são sódio, potássio, cálcio e cloro. Os dois primeiros contêm uma carga positiva, o cálcio tem duas cargas positivas e o cloro tem uma carga negativa. No entanto, também existem algumas proteínas com carga negativa em nosso sistema nervoso .

Por outro lado, é importante saber que os neurônios são limitados por uma membrana. Isso permite que certos íons alcancem o interior da célula e bloqueia a passagem para outros. É por isso que se diz ser uma membrana semi-permeável.

Embora as concentrações dos diferentes íons tentem se equilibrar em ambos os lados da membrana, apenas permite que alguns deles passem pelos canais de íons.

Quando existe um potencial de membrana em repouso, os íons de potássio podem atravessar a membrana facilmente. No entanto, neste momento, os íons sódio e cloro têm mais dificuldades para passar. Ao mesmo tempo, a membrana impede que moléculas de proteína carregadas negativamente saiam do interior do neurônio.

Além disso, a bomba de sódio-potássio também é iniciada. É uma estrutura que move três íons de sódio para fora do neurônio para cada dois íons de potássio que entram nele. Assim, no potencial de repouso da membrana, há mais íons sódio fora e mais potássio dentro da célula.

Alteração do potencial da membrana em repouso

No entanto, para que mensagens sejam enviadas entre neurônios, mudanças no potencial da membrana devem ocorrer. Ou seja, o potencial de repouso deve ser alterado.

Isso pode ocorrer de duas maneiras por despolarização ou hiperpolarização. A seguir, veremos o que cada um deles significa:

Despolarização

Suponha que no caso anterior os pesquisadores colocem um estimulador elétrico no axônio que altera o potencial da membrana em um local específico.

Como o interior do axônio tem uma carga elétrica negativa, se uma carga positiva for aplicada nesse local, a despolarização ocorrerá. Assim, a diferença entre a carga elétrica externa e interna do axônio seria reduzida, o que significa que o potencial da membrana diminuiria.

Na despolarização, o potencial da membrana fica em repouso, sendo reduzido para zero.

Hiperpolarização

Considerando que, na hiperpolarização, há um aumento no potencial de membrana da célula.

Quando são dados vários estímulos despolarizantes, cada um deles altera um pouco mais o potencial da membrana. Quando atinge um determinado ponto, pode ser revertido bruscamente. Ou seja, o interior do axônio atinge uma carga elétrica positiva e o exterior se torna negativo.

Nesse caso, o potencial da membrana em repouso é excedido, o que significa que a membrana é hiperpolarizada (mais polarizada do que o habitual).

Todo o processo pode demorar cerca de 2 milissegundos e, em seguida, o potencial da membrana retorna ao seu valor normal.

Esse fenômeno de inversão rápida do potencial da membrana é conhecido como potencial de ação e envolve a transmissão de mensagens através do axônio para o botão do terminal. O valor da tensão que produz um potencial de ação é chamado de “limiar de excitação”.

Referências

  1. Carlson, NR (2006). Fisiologia do Comportamento 8ª Ed. Madri: Pearson.
  2. Chudler, E. (sf). Luzes, câmera, potencial de ação. Recuperado em 25 de abril de 2017, da Faculdade de Washington: faculty.washington.edu/,
  3. Potencial de repouso (sf). Recuperado em 25 de abril de 2017, da Wikipedia: en.wikipedia.org.
  4. O potencial da membrana. (sf). Retirado em 25 de abril de 2017, da Khan Academy: khanacademy.org.

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