Potenciais da membrana – Parte 2

No último vídeo conversamos sobre como há uma maior concentração de potássio no lado de dentro-- cerca de 150 milimoles por litro-- do que há no lado de fora-- cerca de cinco milimoles por litro. Apenas para recapitular alguns pontos importantes; dissemos que essencialmente o potássio está ligado a ânions, que são estes pontos verdes, e que em razão do gradiente de concentração, o potássio vai querer sair da célula e é isso que ele vai fazer. Digamos que este aqui saia da célula, ele vai para o lado de fora e fazendo isso ele abandona este ânion. Se isso persistir, então estes ânions vão dar origem a uma carga negativa. Na verdade podemos entender perfeitamente o que é esta carga negativa, ela vai atrair o potássio de volta. Dissemos que o potássio vai querer voltar para o interior para ficar mais próximo à carga negativa. Essa é aquela ideia interessante, de que o potássio abandona a carga negativa e depois volta atrás e quer estar com a carga negativa. A quantidade de carga negativa que vai contrabalançar o gradiente de concentração é cerca de 92 negativo, deixe me anotar isso. Então, 92 negativo é a quantidade que sabemos ser necessária para contrabalançar o gradiente de concentração. Foi aqui que paramos. Agora quero fazer um experimento mental. Digamos que chegamos nesta célula com uma injeção cheia de cargas positivas. Tente ignorar o absurdo do que estou dizendo, por um momento. Vamos focar na carga positiva, no fato de que vou despejar carga positiva dentro desta célula. Vamos assumir que não sabemos de onde exatamente está vindo, mas o que a carga positiva essencialmente vai fazer é tornar a célula não mais 92 negativa, a célula ficará mais positiva. Digamos que ela fique na metade do caminho para o zero, então ao invés de 92 negativo, será 46 milivolts negativos. Este e o novo potencial de membrana e a célula continua permeável somente ao potássio. Isso é muito importante, é permeável a apenas um íon, o potássio. O que vai acontecer? O potássio, estes pequeninos aqui, vão se dar conta de que a carga não está mais atraindo-os de volta tão fortemente quanto antes. Portanto, este potássio pode perceber isso e pode sair. Basicamente, mais potássio começa a deixar a célula. E se mais potássio deixa a célula e vai para o exterior, então mais ânions desses são deixados para trás e o processo continua. Estes ânions dizem para si mesmos-- se fomos deixados, vamos contribuir para a carga negativa, vamos nos somar a ela, assim como fazíamos antes. E, rapidamente, o 46 negativo começa a baixar mais uma vez. Começa a diminuir novamente, e a pergunta é até quanto vai baixar? Até voltar ao ponto de equilíbrio. Se dissermos que 92 negativo é o necessário para que a atração ocorra-- o potencial de membrana igual ao gradiente de concentração, se isso é o necessário, então vai baixar até 92 negativo. Vamos pensar nisso por um momento. É algo bastante poderoso, podemos fazer todo tipo de coisa a esta célula, podemos adicionar carga positiva, carga negativa. Enquanto mantivermos dois elementos importantes, um sendo o gradiente de concentração-- o um é este gradiente de concentração de 150 versus este de cinco. Este é um. O outro é a permeabilidade apenas ao potássio. Enquanto mantivermos essa permeabilidade, voltaremos ao 92 negativo. Vou enfatizar este ponto ainda mais através deste pequeno diagrama. Temos o gradiente de concentração aqui, e também temos a permeabilidade. A permeabilidade é ao potássio. Assumimos que a permabilidade-- vou escrever isso bem claramente-- assumimos que a célula é permeável somente a um íon. Apenas um íon para essa permeabilidade. Se tivermos permeabilidade sim e permeabilidade não, gradiente de concentração sim e gradiente de concentração não, então o que haverá exatamente? Teremos quatro possibilidades. Para o gradiente de concentração não e permeabilidade não, haverá potencial de membrana? Não, pois o potássio, em primeiro lugar, não teria um meio de sair e também não teria vontade de sair. E se tivermos gradiente de concentração-- portanto a vontade de sair-- mas não um meio de o potássio deixar a célula? Mais uma vez, não haverá potencial de membrana. O mesmo é verdadeiro para quando há permeabilidade, mas não há gradiente de concentração, o potássio não tem vontade de sair. Finalmente, se houver permeabilidade e gradiente de concentração, então poderemos baixar até 92 milivolts. Gradiente de concentração é quando uso a palavra vontade. O potássio tem vontade de sair? E a permeabilidade é: há um meio de ele sair? Tem um jeito de ele sair? Estes são os dois elementos a serem considerados quando pensamos se um potencial de membrana será criado ou não. Se houver esta configuração-- vamos descer a tela para abrir mais espaço para conversarmos sobre como chegamos realmente ao 92 negativo. De onde no mundo surgiu este número? Existe uma fórmula que é-- vou escrevê-la aqui embaixo. É Vm, que significa potencial de membrana. Se você é como eu, de primeira reparou que não há nenhuma letra V em potencial ou em membrana. Então por que inventaram isso? Não sei a resposta, não sei de onde surgiu este V. De qualquer forma, Vm é potencial de membrana, e a fórmula é bastante simples. É 61,5, e esta é uma versão simplificada, pois há várias constantes colocadas juntas neste 61,15. Então achamos o log da concentração de potássio no exterior-- chamarei de K out-- potássio no lado de fora-- sobre a concentração de potássio no interior da célula. Pegamos estas duas concentrações e assim teremos esta fantástica fórmula. Posso escrever aqui que o potássio-- dissemos que era igual a 92 milivolts negativos. Este é o potencial de membrana dele. Posso fazer isso para outros íons, alguns relevantes. O sódio, o cloreto, o cálcio, alguns deles, e todos tem a mesma fórmula. Pegamos as concentrações no interior e no exterior e jogamos na fórmula e teremos 67 positivo para o sódio, 86 negativo para o cloreto e 123 positivo para o cálcio. Tenhamos em mente que o cálcio possui carga dois mais. Para o cálcio, este 61,5 se torna 30,75, que está arredondado, mas isso ocorre em razão da carga dois positivo. Tudo que temos que fazer é jogar na fórmula as concentrações do interior e exterior. Vamos anotar aqui gradiente de concentração. Tenhamos em mente a direção em que estão se movendo. Quanto ao gradiente de concentração do potássio, estamos diante de um íon positivo que se move para fora da célula. Quanto ao sódio, temos um íon positivo, mas que se move para dentro da célula. Para o cloreto, temos um íon negativo que se move para dentro da célula e para o cálcio temos um íon positivo que se move para dentro da célula, assim como o sódio. É assim devemos pensar sobre estes quatro principais íons que contribuem para o potencial de membrana da célula. [Revisado por Jessica Falkenstein]