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Saúde e medicina
Curso: Saúde e medicina > Unidade 2
Lição 8: Despolarização cardíaca- Potenciais da membrana – Parte 2
- Potenciais de membrana e permeabilidade
- Potenciais de ação em células marcapasso
- Potenciais de ação em miócitos cardíacos
- Ondas de despolarização que fluem através do coração
- Pensando sobre batimentos cardíacos
- Nova perspectiva sobre o coração
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Potenciais da membrana – Parte 2
Descubra como uma célula que é permeável a um íon pode ficar carregada (positiva ou negativa) se houver permeabilidade e um gradiente de concentração. Rishi é médico de Infectologia Pediátrica e trabalha na Khan Academy. Versão original criada por Rishi Desai.
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Transcrição de vídeo
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]